Физические особенности формирования длительных аномалий погоды

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

«ДОЛГОСРОЧНЫЕ ПРОГНОЗЫ»

 

Направление подготовки 05.04.05 – Прикладная гидрометеорология

Профиль подготовки – Прикладная метеорология

 

Квалификация (степень)

Магистр

 

 

 

 

Санкт– Петербург

Рекомендована Учёным советом метеорологического факультета РГГМУ

(Протокол №_138__ от 6___ сентября__ 2016 г.)

 

 

Составили: Угрюмов А.И. – профессор кафедры метеорологических прогнозов Российского государственного гидрометеорологического университета.

Цепелев В.Ю. - доцент кафедры метеорологических прогнозов Российского государственного гидрометеорологического университета.

 

Рецензент: Кафедра климатологии и мониторинга окружающей среды факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета.

 

 

Ó А.И.Угрюмов, В.Ю.Цепелев, 2016.

Ó Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2016.

1. Цели освоения дисциплины

 

Курс «Долгосрочные прогнозы» изучается в качестве одной из основных специальных дисциплин, готовящих к практической деятельности по метеорологическому обеспечению различных хозяйственных отраслей, административных органов и населения. Он посвящен современному состоянию и перспективам развития методов долгосрочного прогноза погоды. Исключительно велико экономическое и социальное значение прогнозов погоды на период от месяца до сезона и года (прогноз засух и наводнений, потребность в топливе на отопительный сезон, виды на урожай и т.п.). Однако эта проблема и в настоящее время далека от своего решения. Ей занимались выдающиеся специалисты, сформировались различные школы долгосрочного прогнозирования, но единого общепринятого метода прогноза в настоящее время нет.

Подавляющее большинство методов долгосрочных прогнозов основано на закономерностях развития атмосферной циркуляции и учете влияния ее особенностей на макропогоду в местных физико-географических условиях. Поэтому непосредственное изложение вопросов прогнозирования погоды на длительные сроки предваряется рассмотрением особенностей общей циркуляции атмосферы и обусловливающих их факторов.

Целью дисциплины является освоение студентами современных методов прогнозирования погоды на месяц, сезон и год, изучение перспектив дальнейшего развития долгосрочных прогнозов. Основной задачей дисциплины является ознакомление будущих магистров с основными пространственно-временными особенностями динамики макросиноптических процессов и их прогностическими свойствами, с основными причинами формирования длительных тенденций развития макросиноптических процессов и существенных изменений атмосферной циркуляции и погоды, а также с принципиальными положениями и возможностями основных методов оперативного прогнозирования погоды на длительные сроки.

 

 

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Долгосрочные прогнозы» для направления подготовки 05.04.05 − Прикладная гидрометеорология по профилю подготовки «Прикладная гидрометеорология» относиться к дисциплинам вариативной части общепрофессионального цикла.

Для освоения данной дисциплины, обучающиеся должны освоить разделы дисциплин: «Синоптическая метеорология», «Физика атмосферы, океана и вод суши», «Методы статистической обработки и анализа гидрометеорологических наблюдений», «Геоинформационные системы», изучаемых при подготовки бакалавра.

Параллельно с дисциплиной «Долгосрочные прогнозы» изучаются «Гидродинамическое моделирование природных процессов», «Прогноз стихийных бедствий».

Дисциплина «Долгосрочные прогнозы» является базовой для освоения дисциплин «Долгосрочные прогнозы погоды», «Региональные проявления современных изменений климата», «Основные закономерности общей циркуляции атмосферы».

 

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций.

Код компетенции	Компетенция
ОК-3	Готовность к саморазвитию, самореализации, использованию творческого потенциала.
ОПК-3	Способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, проводить их качественно-количественный анализ.
ОПК-5	Готовность делать выводы и составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований.
ПК-1	Понимание и творческое использование в научной деятельности знаний фундаментальных и прикладных разделов специальных гидрометеорологических дисциплин.
ПК-6	Умение анализировать, обобщать и систематизировать с применением современных технологий результаты научно-исследовательских работ, имеющих гидрометеорологическую направленность.
ПК-7	Умение готовить и распространять специальные прогнозы для пользователей, включая предупреждения об опасных явлениях.

В результате освоения компетенций в рамках дисциплины «Долгосрочные прогнозы» обучающийся должен:

 

знать:

– научное состояние проблемы долгосрочных прогнозов в России и за рубежом в целях использования имеющихся достижений для дальнейших исследований и определения нерешенных задач;

– методы научных исследований в области долгосрочных прогнозов и способы физической и прогностической интерпретации полученных научных результатов;

– методику построения прогностических схем и алгоритмов.

 

уметь:

– формулировать задачи научных исследований, находить оптимальные пути их решения, организовывать выполнение научных программ;

– применять современные статистические методы и другие количественные технологии в научных исследованиях и прогностических разработках по долгосрочным прогнозам;

– пользоваться электронными базами гидрометеорологических данных;

– составлять научные отчеты и статьи о постановке, методах, результатах и практических приложениях научных исследований;

– разрабатывать прогностические методы и алгоритмы, составлять долгосрочные прогнозы и своевременно доводить их до заинтересованных организаций и заказчиков.

 

Магистр должен иметь представление о состоянии научной проблемы короткопериодных изменений климата и влиянии длительных аномалий погоды и климата на состояние окружающей среды и экономическое развитие.

 

Основные признаки освоения формируемых компетенций в результате освоения дисциплины «Долгосрочные прогнозы» сведены в таблице.

Соответствие уровней освоения компетенцией планируемым результатам обучения и критериям их оценивания

Этап (уровень) освоения компетенции	Основные признаки освоения компетенцией (описание уровня)
1.	2.	3.	4.	5.
минимальный	не владеет	слабо ориентируется в терминологии и содержании	Способен выделить основные идеи текста, работает с критической литературой	Владеет основными навыками работы с источниками и критической литературой	Способен дать собственную критическую оценку изучаемого материала
не умеет	не выделяет основные идеи	Способен показать основную идею в развитии	Способен представить ключевую проблему в ее связи с другими процессами	Может соотнести основные идеи с современными проблемами
не знает	допускает грубые ошибки	Знает основные рабочие категории, однако не ориентируется в их специфике	Понимает специфику основных рабочих категорий	Способен выделить характерный авторский подход
базовый	не владеет	плохо ориентируется в терминологии и содержании	Владеет приемами поиска и систематизации, но не способен свободно изложить материал	Свободно излагает материал, однако не демонстрирует навыков сравнения основных идей и концепций	Способен сравнивать концепции, аргументированно излагает материал
не умеет	выделяет основные идеи, но не видит проблем	Выделяет конкретную проблему, однако излишне упрощает ее	Способен выделить и сравнить концепции, но испытывает сложности с их практической привязкой	Аргументированно проводит сравнение концепций по заданной проблематике
не знает	допускает много ошибок	Может изложить основные рабочие категории	Знает основные отличия концепций в заданной проблемной области	Способен выделить специфику концепций в заданной проблемной области
продвинутый	не владеет	ориентируется в терминологии и содержании	В общих чертах понимает основную идею, однако плохо связывает ее с существующей проблематикой	Видит источники современных проблем в заданной области анализа, владеет подходами к их решению	Способен грамотно обосновать собственную позицию относительно решения современных проблем в заданной области
не умеет	выделяет основные идеи, но не видит их в развитии	Может понять практическое назначение основной идеи, но затрудняется выявить ее основания	Выявляет основания заданной области анализа, понимает ее практическую ценность, однако испытывает затруднения в описании сложных объектов анализа	Свободно ориентируется в заданной области анализа. Понимает ее основания и умеет выделить практическое значение заданной области
не знает	допускает ошибки при выделении рабочей области анализа	Способен изложить основное содержание современных научных идей в рабочей области анализа	Знает основное содержание современных научных идей в рабочей области анализа, способен их сопоставить	Может дать критический анализ современным проблемам в заданной области анализа

1. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

 

4.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Раздел и тема дисциплины	Семестр	Виды учебной работы, в т.ч. самостоятельная работа студентов, час.	Формы текущего контроля успеваемости	Занятия в активной и интерактивной форме, час.	Формируемые компетенции
Лекции	Семинар Лаборат. Практич.	Самост. работа
	Физические особенности формирования длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
	Климатические свойства и межгодовые колебания общей циркуляции атмосферы и их прогностическое значение					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
3.	Физические основы предсказуемости макросиноптических процессов и погоды на длительные сроки					Вопросы на лекции.		ОПК-3 ОПК-5
4.	Роль солнечной активности в формировании длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
5.	Вариации параметров орбиты и вращения Земли, дрейфа географического и геомагнитного полюсов, подстилающей поверхности и их роль в формировании аномалий погоды и колебаний климата					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
6.	Глобальное и региональное взаимодействие океана и атмосферы как факторы формирования длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОПК-3 ОПК-5 ПК-1 ПК-6
7.	Влияние особенностей стратосферной циркуляции на формирование длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
8.	Влияние вулканических извержений на формирование аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
	ИТОГО
С учётом трудозатрат при подготовке и сдаче экзамена (45 часов)	108 часов

 

4.2. Содержание разделов дисциплины

 

Текущий контроль

5.1.1. Вопросы на лекции.

5.1.2. Выполнение творческого задания.

а) Образцы тестовых и контрольных заданий текущего контроля

Образцы вопросов на лекции:

1. Объясните причины возникновения общей циркуляции атмосферы (ОЦА).

2. Назовите типы теплового взаимодействия океана и атмосферы.

1. Опишите явление Эль-Ниньо и его проявления в океане и атмосфере.

Перечислите механизмы влияния солнечной активности на атмосферные процессы.

 

Образцы творческого задания

Расчет индексов циркуляции Каца, определение форм циркуляции Вангенгейма-Гирса.

б) Примерная тематика рефератов, эссе, докладов

Выполнение рефератов и докладов по данной дисциплине не предусмотрено учебным планом.

в) Примерные темы курсовых работ, критерии оценивания

 

Выполнение курсовых работ по данной дисциплине не предусмотрено учебным планом.

Промежуточный контроль

Контроль по результатам 1-го учебного семестра – экзамен.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

«ДОЛГОСРОЧНЫЕ ПРОГНОЗЫ»

 

Направление подготовки 05.04.05 – Прикладная гидрометеорология

Профиль подготовки – Прикладная метеорология

 

Квалификация (степень)

Магистр

 

 

 

 

Санкт– Петербург

Рекомендована Учёным советом метеорологического факультета РГГМУ

(Протокол №_138__ от 6___ сентября__ 2016 г.)

 

 

Составили: Угрюмов А.И. – профессор кафедры метеорологических прогнозов Российского государственного гидрометеорологического университета.

Цепелев В.Ю. - доцент кафедры метеорологических прогнозов Российского государственного гидрометеорологического университета.

 

Рецензент: Кафедра климатологии и мониторинга окружающей среды факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета.

 

 

Ó А.И.Угрюмов, В.Ю.Цепелев, 2016.

Ó Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2016.

1. Цели освоения дисциплины

 

Курс «Долгосрочные прогнозы» изучается в качестве одной из основных специальных дисциплин, готовящих к практической деятельности по метеорологическому обеспечению различных хозяйственных отраслей, административных органов и населения. Он посвящен современному состоянию и перспективам развития методов долгосрочного прогноза погоды. Исключительно велико экономическое и социальное значение прогнозов погоды на период от месяца до сезона и года (прогноз засух и наводнений, потребность в топливе на отопительный сезон, виды на урожай и т.п.). Однако эта проблема и в настоящее время далека от своего решения. Ей занимались выдающиеся специалисты, сформировались различные школы долгосрочного прогнозирования, но единого общепринятого метода прогноза в настоящее время нет.

Подавляющее большинство методов долгосрочных прогнозов основано на закономерностях развития атмосферной циркуляции и учете влияния ее особенностей на макропогоду в местных физико-географических условиях. Поэтому непосредственное изложение вопросов прогнозирования погоды на длительные сроки предваряется рассмотрением особенностей общей циркуляции атмосферы и обусловливающих их факторов.

Целью дисциплины является освоение студентами современных методов прогнозирования погоды на месяц, сезон и год, изучение перспектив дальнейшего развития долгосрочных прогнозов. Основной задачей дисциплины является ознакомление будущих магистров с основными пространственно-временными особенностями динамики макросиноптических процессов и их прогностическими свойствами, с основными причинами формирования длительных тенденций развития макросиноптических процессов и существенных изменений атмосферной циркуляции и погоды, а также с принципиальными положениями и возможностями основных методов оперативного прогнозирования погоды на длительные сроки.

 

 

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Долгосрочные прогнозы» для направления подготовки 05.04.05 − Прикладная гидрометеорология по профилю подготовки «Прикладная гидрометеорология» относиться к дисциплинам вариативной части общепрофессионального цикла.

Для освоения данной дисциплины, обучающиеся должны освоить разделы дисциплин: «Синоптическая метеорология», «Физика атмосферы, океана и вод суши», «Методы статистической обработки и анализа гидрометеорологических наблюдений», «Геоинформационные системы», изучаемых при подготовки бакалавра.

Параллельно с дисциплиной «Долгосрочные прогнозы» изучаются «Гидродинамическое моделирование природных процессов», «Прогноз стихийных бедствий».

Дисциплина «Долгосрочные прогнозы» является базовой для освоения дисциплин «Долгосрочные прогнозы погоды», «Региональные проявления современных изменений климата», «Основные закономерности общей циркуляции атмосферы».

 

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций.

Код компетенции	Компетенция
ОК-3	Готовность к саморазвитию, самореализации, использованию творческого потенциала.
ОПК-3	Способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, проводить их качественно-количественный анализ.
ОПК-5	Готовность делать выводы и составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований.
ПК-1	Понимание и творческое использование в научной деятельности знаний фундаментальных и прикладных разделов специальных гидрометеорологических дисциплин.
ПК-6	Умение анализировать, обобщать и систематизировать с применением современных технологий результаты научно-исследовательских работ, имеющих гидрометеорологическую направленность.
ПК-7	Умение готовить и распространять специальные прогнозы для пользователей, включая предупреждения об опасных явлениях.

В результате освоения компетенций в рамках дисциплины «Долгосрочные прогнозы» обучающийся должен:

 

знать:

– научное состояние проблемы долгосрочных прогнозов в России и за рубежом в целях использования имеющихся достижений для дальнейших исследований и определения нерешенных задач;

– методы научных исследований в области долгосрочных прогнозов и способы физической и прогностической интерпретации полученных научных результатов;

– методику построения прогностических схем и алгоритмов.

 

уметь:

– формулировать задачи научных исследований, находить оптимальные пути их решения, организовывать выполнение научных программ;

– применять современные статистические методы и другие количественные технологии в научных исследованиях и прогностических разработках по долгосрочным прогнозам;

– пользоваться электронными базами гидрометеорологических данных;

– составлять научные отчеты и статьи о постановке, методах, результатах и практических приложениях научных исследований;

– разрабатывать прогностические методы и алгоритмы, составлять долгосрочные прогнозы и своевременно доводить их до заинтересованных организаций и заказчиков.

 

Магистр должен иметь представление о состоянии научной проблемы короткопериодных изменений климата и влиянии длительных аномалий погоды и климата на состояние окружающей среды и экономическое развитие.

 

Основные признаки освоения формируемых компетенций в результате освоения дисциплины «Долгосрочные прогнозы» сведены в таблице.

Соответствие уровней освоения компетенцией планируемым результатам обучения и критериям их оценивания

Этап (уровень) освоения компетенции	Основные признаки освоения компетенцией (описание уровня)
1.	2.	3.	4.	5.
минимальный	не владеет	слабо ориентируется в терминологии и содержании	Способен выделить основные идеи текста, работает с критической литературой	Владеет основными навыками работы с источниками и критической литературой	Способен дать собственную критическую оценку изучаемого материала
не умеет	не выделяет основные идеи	Способен показать основную идею в развитии	Способен представить ключевую проблему в ее связи с другими процессами	Может соотнести основные идеи с современными проблемами
не знает	допускает грубые ошибки	Знает основные рабочие категории, однако не ориентируется в их специфике	Понимает специфику основных рабочих категорий	Способен выделить характерный авторский подход
базовый	не владеет	плохо ориентируется в терминологии и содержании	Владеет приемами поиска и систематизации, но не способен свободно изложить материал	Свободно излагает материал, однако не демонстрирует навыков сравнения основных идей и концепций	Способен сравнивать концепции, аргументированно излагает материал
не умеет	выделяет основные идеи, но не видит проблем	Выделяет конкретную проблему, однако излишне упрощает ее	Способен выделить и сравнить концепции, но испытывает сложности с их практической привязкой	Аргументированно проводит сравнение концепций по заданной проблематике
не знает	допускает много ошибок	Может изложить основные рабочие категории	Знает основные отличия концепций в заданной проблемной области	Способен выделить специфику концепций в заданной проблемной области
продвинутый	не владеет	ориентируется в терминологии и содержании	В общих чертах понимает основную идею, однако плохо связывает ее с существующей проблематикой	Видит источники современных проблем в заданной области анализа, владеет подходами к их решению	Способен грамотно обосновать собственную позицию относительно решения современных проблем в заданной области
не умеет	выделяет основные идеи, но не видит их в развитии	Может понять практическое назначение основной идеи, но затрудняется выявить ее основания	Выявляет основания заданной области анализа, понимает ее практическую ценность, однако испытывает затруднения в описании сложных объектов анализа	Свободно ориентируется в заданной области анализа. Понимает ее основания и умеет выделить практическое значение заданной области
не знает	допускает ошибки при выделении рабочей области анализа	Способен изложить основное содержание современных научных идей в рабочей области анализа	Знает основное содержание современных научных идей в рабочей области анализа, способен их сопоставить	Может дать критический анализ современным проблемам в заданной области анализа

1. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

 

4.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Раздел и тема дисциплины	Семестр	Виды учебной работы, в т.ч. самостоятельная работа студентов, час.	Формы текущего контроля успеваемости	Занятия в активной и интерактивной форме, час.	Формируемые компетенции
Лекции	Семинар Лаборат. Практич.	Самост. работа
	Физические особенности формирования длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
	Климатические свойства и межгодовые колебания общей циркуляции атмосферы и их прогностическое значение					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
3.	Физические основы предсказуемости макросиноптических процессов и погоды на длительные сроки					Вопросы на лекции.		ОПК-3 ОПК-5
4.	Роль солнечной активности в формировании длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
5.	Вариации параметров орбиты и вращения Земли, дрейфа географического и геомагнитного полюсов, подстилающей поверхности и их роль в формировании аномалий погоды и колебаний климата					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
6.	Глобальное и региональное взаимодействие океана и атмосферы как факторы формирования длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОПК-3 ОПК-5 ПК-1 ПК-6
7.	Влияние особенностей стратосферной циркуляции на формирование длительных аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
8.	Влияние вулканических извержений на формирование аномалий погоды					Вопросы на лекции.		ОК-3 ОПК-3
	ИТОГО
С учётом трудозатрат при подготовке и сдаче экзамена (45 часов)	108 часов

 

4.2. Содержание разделов дисциплины

 

Физические особенности формирования длительных аномалий погоды

Анализ развития и роста успешности краткосрочных прогнозов погоды (КПП) в связи с внедрением технологических систем сбора и обработки метеорологической информации. Теоретическая база КПП. Анализ успешности долгосрочных прогнозов (ДП). Роль начальных условий и внешних факторов в формировании кратковременных и длительных аномалий атмосферной циркуляции и погоды. Необходимость изучения внешних энергетических воздействий на атмосферу в целях создания успешных методов ДП и их предварительный анализ.

 

12Следующая ⇒

Поделиться: