Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.geogr.msu.ru/cafedra/meteo/uchd/programs/Spec-courrses-ocean.doc Дата изменения: Sat Apr 26 11:50:01 2014 Дата индексирования: Sun Apr 10 04:59:04 2016 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: воздушные массы

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Географический факультет


«Утверждено»

Декан географического факультета
МГУ,
академик РАН
______________Н.С.Касимов
«_____»_________ 201_г.



ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ ОКЕАНОЛОГИИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ»


по направлению подготовки 021600.62 «Гидрометеорология» уровня высшего
профессионального образования бакалавриат с присвоением степени «бакалавр»



































1. Цели и задачи освоения дисциплины:
Целью освоения дисциплины сформировать у студентов системное мышление,
обеспечивающее комплексный подход к анализу гидрометеорологических проблем,
добавив к уже имеющимся знаниям об атмосфере базовые знания о процессах в
океане и между этими двумя средами.
К задачам освоения дисциплины относятся:
-ознакомление студентов с основными процессами, проходящими в Мировом
океане, географическими особенностями их проявления в разных районах
океанов и в морях; дать представление об основных методах исследования
процессов;
- изучение основных процессов взаимодействия океана и атмосферы в различных
масштабах, географических особенностей их проявления в разных районах
океанов и в морях;
- дать представление об основных методах исследования процессов
взаимодействия океана и атмосферы;
- показать практическую важность взаимодействия океана и атмосферы для
решения задач прогноза изменений климата, рационального использования
природных ресурсов и охраны водной и воздушной сред;
-ознакомление студентов с основными принципами, лежащими в основе волновой
динамики, как океана, так и атмосферы;
-изложение основы теории главных типов волн в океане, включая поверхностные
и внутренние гравитационные волны, а также волны Россби;
-формирование представления о методах изучения волновых движений в океане и
обработки данных наблюдений; ознакомить студентов с методами расчета и
прогноза характеристик некоторых видов волн (ветровые волны, приливы).

2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Основы океанологии и взаимодействия океана и атмосферы» входит
в вариативную часть ОС МГУ по направлению подготовки 021600
«Гидрометеорология» по профилю «Метеорология» квалификация бакалавр.
Дисциплина «Основы океанологии и взаимодействия океана и атмосферы»
преподается в 5 семестре.
Дисциплина «Основы океанологии и взаимодействия океана и атмосферы»
опирается на знаниях студентов, полученных во время теоретических и
практических занятиях в 1-4 учебных семестрах.
Изучению данной дисциплины предшествуют учебные курсы:
- «блок общие математические и естественнонаучные дисциплины»: математика,
физика;
- «блок профессиональные дисциплины»: гидрология, климатология с основами
метеорологии, дифференциальные уравнения, математический анализ;
- «дисциплины профильно-вариативной части»: теоретическая механика и
гидромеханика, отдельные разделы дисциплины метеорология.
Изучение данной дисциплины необходимо для освоения последующих дисциплин
при обучении в магистратуре по направлению подготовки 021600
«Гидрометеорология» по профилю «Метеорология».
Обучающийся должен обладать следующими входными знаниями по мере освоения
дисциплины: основы обшей физики, основы математического анализа и
дифференциальных уравнений, основы гидрологии, отдельные разделы дисциплины
метеорологии.


3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины «Основы океанологии и взаимодействия океана и
атмосферы» направлен на освоение следующих общенаучных (ОНК),
инструментальных (ИК), системных (СК), профессиональных (ПК) и
специализированных компетенций:
- обладание знаниями о предмете, объектах, методах исследования (ОНК-1
формируется частично);
- владение методологией научных исследований в области взаимодействия
океана и атмосферы (ОНК-4);
- способность к поиску, критическому анализу, обобщению и систематизации
научной информации по взаимодействию океана и атмосферы (СК-2 формируется
частично);
- владение базовыми географическими знаниями об атмосфере и гидросфере
Земли (ПК-1 формируется частично);
- готовность анализировать, обобщать и интерпретировать результаты научно-
исследовательских работ по теме взаимодействия океана и атмосферы (ПК-6);
- способность творчески использовать знания о современных проблемах
гидрометеорологии в сфере профессиональной деятельности (ПК-8).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать особенности взаимодействия гидросферы с атмосферой на различных
пространственно-временных масштабах;
- уметь использовать теоретические знания для анализа и интерпретации
данных о параметрах взаимодействия океана и атмосферы, результатов
математического моделирования, данных, доступных через сеть Интернет в
международных климатических базах данных, при решении задач прогноза
изменений климата, рационального использования природных ресурсов и охраны
водной и воздушной сред;
- владеть современными методами океанологических исследований и
математического моделирования, знанием основных принципов численного
моделирования процессов взаимодействия.

4. Структура и содержание дисциплины:
4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2.7 зачетных единицы[1] (72 часа).
| | |Се|Неде|Формы текущего контроля |
| |Раздел (тема) |ме|ля |успеваемости (по неделям |
|? |дисциплины |ст|семе|семестра) |
|п/п| |р |стра|Форма промежуточной аттестации|
| | | | | |
| | | | |(по семестрам) |


| | | |Лекции |Практические и семинарские занятия |Самостоятельная работа
| | |1 |Основные измеряемые величины в океане |5 |1-4 |6 |2 |10
|Контрольная работа | |2 |Оптические свойства морской воды. |5 |5-10 |6 |4
|8 |Устный опрос | |3 |Морские течения |5 |11-15 |6 |4 |8 |Контрольная
работа | |4 |Роль океана в планетарной климатической системе. «Глобальный
конвейер». |5 |16-18 |6 |2 |10 |Контрольная работа | | |Итого | | |24 |12
|36 |экзамен | |
Содержание дисциплины:
1. Введение. Информация о курсе. Наука об океане. Океанография -
океанология. Разделы океанологии. Основные термины. История океанографии.
Плавание английского корвета «Челленджер». Известные ученые -
основоположники океанографии: Ф. Нансен, Х. Свердруп, В. Экман, Б. Хелланд-
Хансен. Океанография в России (М.В. Ломоносов, Э.Х. Ленц, С.О. Макаров,
Ю.М. Шокальский). Океанология в СССР: НИИ (Плавморнин, ГОИН, ВНИРО, ИОАН,
Гидрофизин), НИС («Персей», «Витязь», «Академик Курчатов» и др.),
океанологи (Н.Н. Зубов, В.В. Шулейкин).

2. Общая характеристика океанологических приборов
Прямые океанологические измерения. Характеристика судовых наблюдений со
специализированных научных судов и попутных. Гидрофизические и
гидрохимические измерения. Данные CTD зондирования и батометрические.
Типы океанской зондирующей аппаратуры. Важнейшие характеристики зондов:
пределы измерения, точность, разрешающая способность, стабильность
датчиков, задержка измерений. Спецификации CTD зондов и их основные
производители. Буксируемые зонды. Теряемые обрывные зонды. Другие виды
термосолезондов.
Батометр и его устройство. Батометры Нансена и Нискина.
Солемер. Опрокидывающийся и электронный термометры.
Измерители течений. Эйлерианские и лагранжевы измерители. Акустические
доплеровские профилографы скорости течений. Поверхностные дрифтеры.
Поплавки нейтральной плавучести. Профилографы (S-PALACE, APEX, PROVOR).
Глайдеры.
Характеристика спутниковых измерений.
Типы океанологических данных. Базы океанологических данных.
Пространственное и временное распределение данных в океане.
Основные международные программы изучения океана (Полярные годы, МГГ, WOCE,
CLIVAR, GEWEX)

3. Основные измеряемые величины в океане
Температура. Международные практические температурные шкалы 1968 и 1990 гг.
Точность современных определений температуры. Температура in situ.
Потенциальная температура. Адиабатический градиент температуры.
Распределение температуры на поверхности Мирового океана. Распределение
температуры по вертикали и его сезонный ход. Понятие о термоклине.
Соотношение температуры замерзание и наибольшей плотности.
Теплоемкость. Теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме. Их
соотношения. Географическое значение теплоемкости: смягчение крайних
температур воздуха, влияние на общую циркуляцию гидросферы и атмосферы и
пр.
Давление. Единицы измерения. Геопотенциал. Перевод единиц давления в
единицы глубины.
Соленость. Истинная соленость. Ионный состав солей. Закон постоянства
солевого состава Дитмара. Определение солености через хлорность и
электропроводность. Шкала практической солености 1978 г. Распределение
солености по вертикали и поверхности Мирового океана. Понятие о галоклине.
Соленость океанов. Причины более высокой солености Атлантического океана
Плотность. Уравнение состояния. Удельный объем. Аномалия плотности.
Уравнение состояния морской воды УС-80. Коэффициенты термического
расширения и соленостного сжатия. T,S диаграмма. Объемная T,S диаграмма.
Причины изменения плотности и типы конвекции.

4 Оптические свойства морской воды. Источники света в море. Суммарная
радиация, падающая на поверхность моря. Спектральное распределение.
Прохождение света через поверхность раздела вода-воздух. Отражение света,
понятие альбедо. Преломление света, коэффициент преломления. Влияние волн
на отражение и преломление света. Распространение света в воде. Поглощение
света: закон поглощения, зависимость от длины волны, "окно прозрачности".
Рассеяние света в воде: молекулярное рассеяние, рассеяние частицами.
Ослабление света в воде.
Оптические свойства морской воды. Влияние вещественного состава морской
воды на ослабление света и его спектральный состав. Цвет моря, наблюдаемый
из атмосферы и in situ. Теория цвета воды.
Характеристика светового поля в море: яркость, облученность, поляризация.
Вертикальная оптическая зональность моря. Оптическая классификация и
районирование вод океана.
Оптические измерения в море. Принципы определения основных оптических
величин: облученности, яркости, ослабления, рассеяния.
Применение оптических методов в океанологии. Дистанционное гидрооптическое
зондирование

5. Турбулентность. Понятие о перемешивании. Молекулярный и турбулентный
обмен. Их роль в перемешивании вод моря. Молекулярная вязкость.
Возникновение турбулентности. Закон подобия и критерий Рейнольдса. Основы
теории гидродинамической устойчивости.
Определение турбулентности. Перенос количества движения в турбулентном
потоке (теорема об импульсах). Турбулентные напряжения.
Полуэмпирические теории турбулентности. Путь смешения. Турбулентные
пограничные слои. Универсальный закон распределения скоростей.
Теория турбулентного обмена в океане. Коэффициент обмена. Теплопроводность
и диффузия. Некоторые проблемы теории турбулентного обмена в океане.
выравнивание температуры по вертикали. Языкообразное распределение изотерм
и изохалин на разрезах, как характеристика промежуточных водных масс.

6. Вертикальная устойчивость. Стратификация неустойчивая, устойчивая и
безразличная. Термохалинная устойчивость. Частота Вяйсяля-Брента.
Устойчивость, как показатель стратификации. Т,S-соотношение: свойства T,S-
диаграммы, термохалинные индексы, треугольник смешения. Конвективное
перемешивание. Конвекция температурная и соленостная. Зимняя вертикальная
циркуляция. Турбулентное перемешивание. Коэффициенты турбулентного обмена.
Баланс турбулентной энергии в океане. Критерий Ричардсона. Динамическое
число Ричардсона.

7. Морские течения
Уравнения морских полей. Адвективные потоки. Конвергенция, дивергенция,
неразрывность. Потоки диффузионной структуры, законы Фика, Фурье, Ньютона.
Конвергенция диффузионных потоков. Задание источников. Переход к полю
ускорений от уравнений для полей температуры и солености. Учет
геострофического ускорения Кориолиса. Понятие о бета-плоскости.
Система течений Мирового океана, ее отражение в структуре водной толщи,
связь с гидрологическими фронтами. Противотечения, рециркуляции, вихревые
дрейфующие структуры. Сезонная изменчивость. Перенос свойств.
Замкнутая система уравнений гидротермодинамики океана и граничные условия.
Оценка членов уравнения по порядку величин. Критерии подобия. Безразмерная
запись. Уравнение Рейнольдса и понятие отрицательной вязкости.
Классификация течений. А. По движущим силам: 1) градиентные (включая
термохалинные, или плотностные, и стоковые, или уровенные), 2) дрейфовые
(они же фрикционные), 3) дрейфово-градиентные (они же ветровые и /или
суммарные). Б. По силам, уравновешивающим градиент давления:
геострофические, квазигеострофические, вязкие, инерционные, инерционно-
вязкие. В. По особенностям происхождения: фронтальные, компенсационные. Г.
По особенностям структуры: экмановские (поверхностные и придонные),
ленгмюровские, струйные, антитриптические, грибовидные. Бароклинная и
баротропная составляющая течений.
Динамический метод расчета геострофических течений. Проблема отсчетной
поверхности. Ошибки при ее совмещении с дном. Формула Маргулеса.
Динамические карты. Понятие о бета-спирали.

8. Ветровые течения. Вихри в океане
Экмановская спираль в глубоком и мелком море. Экмановский полный поток.
Экмановская придонная спираль, экмановская схема трехслойного ветрового
течения. Обзор послеэкмановских моделей дрейфовых течений. Значение
переменной вязкости. Циркуляция Ленгмюра. Апвеллинг и даунвеллинг.
Полный поток суммарного течения. Уравнение неразрывности полного потока.
Дивергенция дрейфовой и градиентной составляющей.
Вихри с вертикально ориентированной осью. Относительная, планетарная,
абсолютная и потенциальная завихренность. Теоремы о сохранении
потенциальной завихренности в баротропном и бароклинном океане.
Операция вихря над уравнением ветрового течения. Полный поток по меридиану,
формула Свердрупа и ее объяснения. Полный поток по параллели. Карты полного
результирующего переноса масс в Мировом океане.
Решение проблемы западного пограничного течения в рамках уравнений полного
потока. Дополнение формулы Свердрупа учетом придонного трения (модель
Стоммела) и бокового трения (модель Манка). Западная интенсификация
течений.
Приближение Буссинеска.

9. Роль океана в планетарной климатической системе. «Глобальный конвейер».
Глобальный энергетический и гидрологический циклы. Тепловой баланс океана.
Уравнение теплового баланса. Радиационный баланс. Контактный теплообмен.
Испарение и конденсация.
Гидрологическая структура океана. Распределение температуры, солености и
плотности по горизонтам и вертикали. Верхний однородный слой, сезонный и
главный термоклины, глубинные воды. Тропосфера и стратосфера океана.
Меридиональный перенос тепла и пресной воды в океанах. Генерация
термохалинной циркуляции. Вертикальный поток массы.
Сравнительные характеристики океанов. Ячейка Дикона и глобальная
термохалинная циркуляция. Гипотеза о «глобальном конвейере».
Компенсационный поток в системе «глобального конвейера». Влияние
«глобального конвейера» на климат. Большая соленостная аномалия. Причины
изменения интенсивности термохалинной циркуляции. Водные массы планетарного
масштаба. Определение водной массы. Структурные зоны и структура вод.
Конвекция при зимнем охлаждении, осолонении при льдообразовании и в
результате осолонения при интенсивном испарении. Локализация этих процессов
в Мировом океане.

10. Структура вод и водные массы океана
Географическое понятие о водной массе. Водные массы и фронты. Классификация
водных масс. Геохимические и биогидрохимические характеристики водных масс.

Методы выделения водных масс. Метод ядра. Изопикнический анализ.
Использование устойчивости и потенциальной завихрености. Градиентные зоны.
Трансформация водных масс.
Использование редких гидрохимических трассеров для выделения и определения
возраста водных масс. Фреоны. Радиоуглерод. Тритий. Стабильные изотопы
кислорода. Гелий и его изотопы. Инертные газы
Формирование глубинных и придонных вод. Термохалинная конвекция.
Вертикальные потоки вод. Очаги придонных вод и их распространение в Мировом
океане.
Водные массы океанов. Водные массы поверхностной и подповерхностной
структурных зон. Модальные воды. Промежуточные водные массы повышенной
солености. Средиземноморская водная масса. Промежуточные водные массы
пониженной температуры. Антарктическая промежуточная и Лабрадорская водные
массы. Глубинные воды. Северо-атлантическая глубинная водная масса, ее
формирования и распространение. Водные массы Антарктического региона.
Циркумполярные воды. Антарктическая донная водная масса. Обобщение о
структуре вод отдельных океанов.

11. Морские волны и их классификация. Классификация морских волн в
зависимости от природы возвращающей силы, обеспечивающей колебательный
процесс. В океане можно выделить пять основных типов возвращающей силы:
сила упругости, сила поверхностного натяжения, сила тяжести, сила Кориолиса
и сила, возникающая из-за изменений потенциального вихря, связанных с
изменениями глубины и географической широты. С этими возвращающими силами
связаны пять основных типов океанических волн - звуковые (не
рассматриваются), капиллярные, гравитационные (поверхностные и внутренние),
гироскопические и волны Россби (планетарные и топографические). Спектр
гравитационных волн подразделяется в зависимости от возбуждающей силы:
ветровые, цунами, анемобарические волны и т.д.

12. Элементы волн. Частота, высота, длина, фазовая и групповая скорость и
т.д.

13. Гидродинамическая теория поверхностных гравитационных волн. Постановка
задачи. Свободные волны малой амплитуды. Короткие и длинные волны.
Энергия волн и ее поток. Данный раздел содержит вывод уравнений,
описывающих динамику поверхностных гравитационных волн как потенциальных
движений жидкости, с обоснованием применяемых допущений. Приводятся
простейшие решения для волн в океане конечной глубины, в бесконечно
глубоком море, а также на мелкой воде. Рассматривается критерий, с помощью
которого волны делятся на короткие и длинные, и различия свойств этих типов
волн. Приводится упрощенный вывод выражений, описывающих энергию волн и ее
перенос.

14. Ветровые волны. Зарождение и развитие ветровых волн. Капиллярные волны.
Статистическое описание ветровых волн. Волнообразующие факторы и методы
расчета элементов ветровых волн. Характеристики ветровых волн в океане и их
связь с синоптическими условиями. В этом разделе дается краткая история
развития теории генерации ветровых волн, включая работы Джеффриса (теория
экрана), Филлипса (резонансная теория), Майлза (гидродинамическая
неустойчивость) и др. В рамках вопроса о статистическом описании ветровые
волны рассматриваются как случайный процесс, возникающий в результате
суперпозиции большого числа простых гармонических составляющих. Рассмотрены
кривые повторяемости, обеспеченности, статистические функции распределения
(распределение Вейбулла) и типичный спектр ветровых волн. Краткая
характеристика методов прогноза ветрового волнения, основанных на
эмпирических зависимостях параметров волн от волнообразующих факторов -
скорости и продолжительности действия ветра, длины разгона. Показаны
географические закономерности распределения характеристик ветрового
волнения и их связь с метеоусловиями.

15. Приливы. Основные понятия. Статическая теория приливов. Понятие о
динамической теории приливов. Гармонический анализ приливов. Содержание
этого раздела включает в себя общее описание явления, основы статической
теории приливов, включая понятие потенциала приливообразующей силы. На
основании статической теории объясняется механизм приливных колебаний, их
основные частоты и неравенства. Далее рассматриваются приливные уравнения
Лапласа и обсуждаются проблемы численного моделирования распространения
приливных волн. Рассматривается гармонический анализ приливов, основанный
на разложении потенциала приливообразующей силы в тригонометрический ряд по
фундаментальным частотам.

16. Длинные гравитационные волны во вращающейся жидкости. Волны Кельвина.
Волны Пуанкаре. Штормовые нагоны. Изложена теория длинных гравитационных
волн на f - плоскости, рассмотрены геострофические эффекты при формировании
этих волн, введены такие важные понятия как радиус деформации и число
Россби. Приводится уравнение Клейна - Гордона, описывающее возмущения,
возникающие в океане под действием атмосферных барических систем. Кратко
описаны штормовые нагоны как явление и их катастрофические последствия.

17. Волны Россби. Планетарные волны Россби. Топографические волны. Описан
механизм возникновения планетарных и топографических волн Россби, ? -
эффект, ? - плоскость и квазигеострофическое приближение. На основе этого
приближения выведено уравнение динамики этих волн. Получено дисперсионное
соотношение, из которого выведены основные свойства волн Россби.

18. Внутренние волны. Общее описание внутренних волн. Внутренние волны во
вращающейся стратифицированной жидкости. Влияние дна и поверхности. Описан
механизм волновых колебаний в устойчиво стратифицированном океане и роль
внутренних волн в динамике океана. Рассмотрено влияние вращения Земли и
стратификации, как в отдельности, так и совместно. Выведены дисперсионные
соотношения для гироскопических, гравитационных и инерционно-гравитационных
волн. Рассмотрена кинематика этих движений. Рассмотрение влияния
поверхности и дна приводит к формулировке краевой задачи на собственные
значения, которая приводит к понятию нормальных мод, описывающих
вертикальную структуру внутренних волн. Кратко описаны методы наблюдений
внутренних волн в океане и их характеристики.

4.3. Аннотация программы:
Дисциплина «Взаимодействие океана и атмосферы» обеспечивает формирование
базовых представлений о закономерностях процессов и явлений в атмосфере, их
влиянии на океан, о процессах взаимодействия на границе океан-атмосфера в
разных пространственно-временных масштабах и их роли в моделировании
океана, прогнозе состояния его отдельных компонентов.
В дисциплине «Взаимодействие океана и атмосферы» рассматриваются следующие
темы:
- океан и атмосфера как компоненты глобальной климатической системы;
- радиационной баланс поверхности океана;
- структура планетарного пограничного слоя атмосферы и океана;
- газообмен;
- системы и модели термодинамического взаимодействия;
- синоптическая и климатическая изменчивость основных характеристик
взаимодействия океана и атмосферы.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать особенности взаимодействия гидросферы с атмосферой на различных
пространственно-временных масштабах;
- уметь использовать теоретические знания для анализа и интерпретации
данных о параметрах взаимодействия океана и атмосферы, результатов
математического моделирования, данных, доступных через сеть Интернет в
международных климатических базах данных, при решении задач прогноза
изменений климата, рационального использования природных ресурсов и охраны
водной и воздушной сред;
- владеть современными методами океанологических исследований и
математического моделирования, знанием основных принципов численного
моделирования процессов взаимодействия, методиками расчетов основных
параметров взаимодействия океана и атмосферы (потоков импульса, тепла,
пресной воды, основных газов).

5. Рекомендуемые образовательные технологии:
В процессе преподавания дисциплины «Основы океанологии и взаимодействия
океана и атмосферы» используются активные и интерактивные формы проведения
занятий, включающиеся в себя следующие виды образовательных технологий:
развивающее и проблемное обучение, лекционно-семинарско-зачетную систему
обучения, внеаудиторную работу, технологию развития критического мышления.
При чтении данного курса применяются такие виды лекций, как вводная,
обзорная, проблемная, презентации с использованием слайдов, компьютеров и
мультимедийных проекторов.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины:

Самостоятельная работа включает выполнение практических работ, подготовку к
семинарам, выполнение контрольных работ. В самостоятельной работе студенты
используют основную и дополнительную литературу в соответствии с перечнем,
приведенным в настоящей программе.
Теоретические положения дисциплины закрепляются во время прохождения
студентами производственных практик.

Вопросы для проведения текущего контроля:
Дайте характеристику основных этапов развития океанологии.
Охарактеризуйте основные современные средства измерения температуры,
солености и скорости течения в океане
Объясните разницу между потенциальной температурой и температурой in situ
Как выглядит типичный профиль распределения температуры с глубиной и как он
изменяется в зависимости от широты и времени года?
Перечислите основные ионы определяющие соленость морской воды
Какой океан самый соленый и почему?
В каких единицах измеряется давление в океанологии? Как оно связано с
глубиной?
Охарактеризуйте основные оптические характеристики морской воды
От чего зависит коэффициент ослабление света? Как изменяются спектральные
характеристики света с глубиной?
Как волнение влияет на альбедо океанской поверхности?
В чем принципиальное отличие стратификации солоноватых и соленых вод?
При каких взаимных соотношениях чисел Рейнольдса и Ричардсона происходит
развитие турбулентности?
Как пространственно соотносятся основные элементы океанической и
атмосферной циркуляции?
В чем причина западной интенсификации течений?
Какие элементы относят к биогенным и почему?
Как производится датировка возраста вод в океанологии?
Как явление Эль-Ниньо влияет на биопродуктивность района перуанского
апвеллига?
В чем суть феномена Хастенрата?
При каких условиях может произойти остановка «глобального конвейера»? Имело
ли это явление место в истории Земли?
Как в системе «глобального конвейера» направлен возвратный поток
поверхностных вод?
Где географически происходит образование глубинных и придонных вод Мирового
океана?
Как Средиземное море влияет на циркуляцию Мирового океана?
Выделите основные структурные зоны Мирового океана
В чем сущность явления Северо-атлантического колебания и как оно влияет на
образование глубинных вод?
В чем различие между фазовой и групповой скоростью волн?
Что и как изменяется из элементов волн при подходе к берегу?
Объясните механизм развития ветровых волн.
Назовите примерные характеристики элементов волн цунами?

Примерные темы для самостоятельной работы студентов (темы рефератов):
1. Тепловой баланс Черного моря
2. Изменчивость уровня моря в зависимости от атмосферного давления
4. Особенности конвективного теплообмена на разных широтах
5. Морской лед как продукт взаимодействия атмосферы и океана
6. Радиационный баланс океана
7. Природные тепловые машины
8. Свободная (термическая) конвекция в атмосфере и термохалинная конвекция
в океане
9. Явление Эль-Ниньо - Южное Колебание и его прогноз
10. Северо-Атлантическое колебание и его роль в климате Европы

Примерный перечень вопросов к зачетам и экзаменам:
1 Океанологические измерения.
2 Соленость морской воды. Уравнение состояния морской воды
3 Потенциальная температура. Температура замерзания и наибольшей плотности.
Термодинамика морской воды
4 Основные оптические характеристики морской воды
5 Вертикальное и горизонтальное перемешивание в океане
6 Полный поток. Классификация морских течений
7 Потенциальный вихрь и его консервативность. Стоковое течение. Плотностная
циркуляция в прямоугольном море
8 Геострофические течения. Динамический метод. Нулевая поверхность.
9 Теория Экмана. Дрейфовое течение. Придонный слой трения. Апвеллинг.
10 Метод полных потоков. Модель Свердрупа. Западная интенсификация
11 Вертикальная устойчивость вод океана. Частота Вяйсяля-Брента
12 Баланс турбулентной энергии в океане. Критерий Ричардсона
13 Водная масса. Структура вод океанов
14 Методы выделения водных масс. Использование гидрохимических параметров
(фреоны, тритий, радиоуглерод и др.) для анализа структуры и возраста вод.
15 Глобальная термохалинная циркуляция. Формирование и распространение
глубинных вод океанов
16 Виды волн в океане и их классификация
17 Элементы волн в океане. Фазовая и групповая скорость. Характеристика
волновых движений
18 Механизмы генерации внутренних волн
19 Возникновение ветровых волн
20 Поверхностные гравитационные волны. Основы гидродинамической теории
21 Понятие о динамической теории приливов
22 Волнообразующие факторы и прогноз элементов ветровых волн
23 Спектральный анализ волновых движений в океане
24 Ветровые волны. Статистическое распределение элементов волн
25 Штормовые нагоны. Сейши. Волны цунами
26 Основы теории приливов. Приливы в Мировом океане
27 Основные представления о внутренних волнах. Вертикальные моды колебаний
внутренних волн.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а)Основная литература
Архипкин В.С., Добролюбов С.А. Основы термодинамики морской воды. М.:
Диалог-МГУ, 1998.
Кондрин А.Т. Волновые процессы в океане, Из-во МГУ, 2004
Мамаев О.И. Физическая океанография. Избранные труды. М.: Изд. ВНИРО, 2000
Малинин В.И. - Общая океанология, СПб, изд. РГГМУ, 1998

б) Дополнительная литература
Монин А.С. Введение в теорию климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1982.
Океанология. Физика океана. Т.1, Т.2. М.: Наука, 1978.
Перри А.Х., Уокер Дж. М. Система океан-атмосфера. Л.: Гидрометеоиздат,
1979.
Шулейкин В.В. Физика моря. М.: Наука, 1968.
Доронин Ю.П. Взаимодействие атмосферы и океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.
Боуден К. Физическая океанография прибрежных вод. М., Мир, 1988
Дуванин А.И. Волновые движения в море. Л., Гидрометеоиздат, 1968
Коняев К.В. Волны внутри океана. СПб., Гидрометеоиздат, 1992
Лайтхилл Дж. Волны в жидкостях. М., Мир, 1981
Лакомб А. Физическая океанография. М., Мир, 1974
Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане. М., Мир, 1981, Т1, Т2
Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика., Мир, 1984

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
- пакеты программ для работы с картами и визуализации данных наблюдений:
Golden Software Surfer, Grapher, MapViewer, ArcGis;
- Intel Fortran для обработки данных наблюдения и моделирования;
- библиотека IMSL;
- операционные системы Windows 7 и Linux;
- Microsoft Office, Open Office;
- Matlab for Windows and Linux;
- программа для интерактивного исследования, анализа и визуализации
океанографических данных Ocean Data View;
- единая государственная система информации об обстановке в Мировом океане
http://www.esimo.ru/index.jsp;
-модели циркуляции в океане и атмосфере http://stommel.tamu.edu/~baum/
ocean_models.html;
- океанологические данные и их типы
http://www.nodc.noaa.gov/General/getdata.html;
- данные спутниковой альтиметрии http://www.aviso.oceanobs.com/en/data/
index.html;
- построение карт изменений климата
http://data.giss.nasa.gov/gistemp/maps/.
- Программа ARGO, данные http://www.coriolis.eu.org/cdc/default.htm
Данные спутниковой альтиметрии
http://www.aviso.oceanobs.com/en/data/index.html
Построение карт изменений климата http://data.giss.nasa.gov/gistemp/maps/
Построение анимации температуры http://www.nodc.noaa.gov/dsdt/sst_ani.htm


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- компьютерный класс с многопроцессорным сервером и выходом в Интернет;
- учебная аудитория с доской и мультимедийным проектором;
- руководства и методические пособия с изложением технологии выполнения
практических работ.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного
стандарта МГУ по направлению подготовки ? 021600 «Гидрометеорология» по
профилю подготовки «метеорология» квалификация «бакалавр».



Программа одобрена на заседании кафедры метеорологии



Протокол ?___ от ______20__г.

Зав. кафедрой метеорологии,

профессор
А.В. Кислов



Разработчики:

Демидов А.Н., с.н.с., к.г.н., географический факультет МГУ им. М.В.
Ломоносова;

Кондрин А.Т., с.н.с., к.г.н., географический факультет МГУ им. М.В.
Ломоносова;





Эксперт:
___________________ __________________
_____________________

ФИО должность, степень, звание
место работы






N раздела |Наименование |Семестр |Неделя |Лекции
час |Семинары |Практические занятия |Самостоятельная работа, час |Общая
трудоемкость |Формы текущего контроля и промежуточной аттестации | |1
|Введение. Информация о курсе. |5 |1 |2 | | | |2 | | |2 |Общая
характеристика океанологических приборов |5 |1 |2 | | |2 |4 | | |3
|Основные измеряемые величины в океане |5 |2 |4 | | |2 |6 | | |4
|Оптические свойства морской воды. |5 |3 |4 | | | |4 | | |5
|Турбулентность. |5 |4 |2 | | | |4 | | |6 |Вертикальная устойчивость |5 |4
|2 | | |2 |4 | | |7 |Морские течения |5 |5 |4 | | |2 |6 | | |8 |Ветровые
течения. Вихри в океане |5 |6 |4 | | | |4 | | |9 |Роль океана в планетарной
климатической системе. «Глобальный конвейер». |5 |7 |4 | | |2 |6 | | |10
|Структура вод и водные массы океана |5 |8 |4 | | |2 |6 | | |11 |Морские
волны и их классификация. |5 |9 |2 | | | |2 | | |12 |Элементы волн. |5 |9
|2 | | | |2 | | |13 |Гидродинамическая теория поверхностных гравитационных
волн. |5 |10 |4 | | |2 |6 | | |14 |Ветровые волны. |5 |11 |4 | | |2 |6 |
| |15 |Приливы. |5 |12 |2 | | |2 |4 | | |16 |Длинные гравитационные волны
во вращающейся жидкости. |5 |12 |2 | | |2 |4 | | |17 |Волны Россби. |5
|13 |2 | | | |2 | | |18 |Внутренние волны. |5 |13 |2 | | | |2 | | |
|ВСЕГО: |5 |13 |52 | | |20 |72 |Экзамен | |
-----------------------
[1] Зачетная единица - унифицированная единица измерения трудоемкости ООП;
одна зачетная единица соответствует примерно 36 академическим часам.