Программа утверждена Учёным советом океанологического факультета удк [551. 46: 556,06](073) Программа дисциплины "Теория прогнозирования океанологических процессов". Для высших
| Вид материала | Программа |
- Программа утверждена Учёным советом океанологического факультета удк [551. 46: 556,06](073), 102.79kb.
- Утверждена Советом Факультета 20 г. Председатель Санкт-Петербург, 2011 Настоящая программа, 372.1kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению «050300 Филологическое, 741.6kb.
- Утверждена Советом Факультета 2010 г. Председатель А. А. Кайсаров [подпись] Санкт-Петербург,, 505.2kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению 050300 «Филологическое, 249.78kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению 050200 «Физико-математическое, 500.22kb.
- Магистерская программа «Корпоративный юрист» Утверждена Ученым советом факультета, 379.85kb.
- Утверждена Советом Факультета 20 г. Председатель Санкт-Петербург, 2010 Настоящая программа, 589.26kb.
- Программа дисциплины по кафедре "Экономическая кибернетика" методы социально-экономического, 409.17kb.
- Программа учебной дисциплины "Теория прогнозирования и планирования" (для специальностей, 326.39kb.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
П Р О Г Р А М М А
дисциплины
«ТЕОРИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»
Для высших учебных заведений
Направление подготовки 510900 – Гидрометеорология
Квалификация – Магистр гидрометеорологии
Санкт–Петербург
2011
Программа утверждена Учёным советом океанологического факультета
УДК [551.46: 556,06](073)
Программа дисциплины "Теория прогнозирования океанологических процессов". Для высших учебных заведений. – СПб.: Изд. РГГМУ, 2011 – 9 с.
Составители: Аверкиев Александр Сергеевич, к. г. наук, доцент кафедры промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ;
Густоев Дмитрий Владимирович, к. г. наук, доцент кафедры промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ;
Еремина Татьяна Рэмовна, к. ф.-м. наук, доцент кафедры промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ;
Хаймина Ольга Владимировна, ассистент кафедры промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ.
Ответственный редактор: Карлин Л. Н. – д-р физ.-мат. наук, проф., заведующий кафедрой промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ.
- Аверкиев Александр Сергеевич, 2011 г.
- Густоев Дмитрий Владимирович, 2011 г.
- Еремина Татьяна Рэмовна, 2011 г.
- Хаймина Ольга Владимировна, 2011 г.
Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2011.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Необходимым компонентом в программе подготовки магистра по направлению гидрометеорология являются навыки прогнозирования изучаемых процессов. Цель дисциплины «Теория прогнозирования океанологических процессов» – формирование у студентов комплекса научных знаний о методах прогнозирования в океанологии и смежных науках.
Основные задачи – изучение закономерностей развития океанологических процессов и методов их анализа и прогноза, изучение методологии морских гидрологических прогнозов различной заблаговременности, а также основных способов и методов прогнозирования, применяемых в оперативной работе прогностических отечественных и зарубежных организаций.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Магистр должен знать закономерности развития гидрометеорологических процессов различного масштаба и методы их анализа, физические основы и современное состояние методов краткосрочного, долгосрочного и сверхдолгосрочного прогнозирования океанологических процессов, особенности функционирования систем оперативного прогнозирования океанологических характеристик, уметь производить анализ и обработку пространственно-временных рядов, подбирать предикторы для прогнозирования, разрабатывать прогнозы океанологических элементов и процессов в морях и океанах. В результате изучения курса студент также должен иметь представление о проблемах прогнозирования в смежных гидрометеорологических науках и науках о Земле, о космогеофизических связях и их влиянии на процессы в атмосфере и гидросфере.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
| Вид учебной дисциплины | Всего Часов | Семестр | |
| Общая трудоемкость дисциплины | 228 | 1 | 2 |
| Аудиторные занятия | 140 | 1 | 2 |
| Лекции | 105 | 1 | 2 |
| Семинарские занятия | 35 | 1 | 2 |
| Самостоятельная работа ( СР) | 70 | 1 | 2 |
| Учебная практика в Бюро морских гидрологических прогнозов | 18 | 1 | 2 |
| Вид итогового контроля – экзамен | | 1 | 2 |
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п | Раздел дисциплины | Лекции | Семинарские занятия |
| 1 | Методологические основы прогнозирования | 4 | – |
| 2 | Физические основы прогнозирования океанологических процессов | 8 | 6 |
| 3 | Физико-статистическое направление в разработке методов прогнозирования | 8 | 6 |
| 4 | Статистико-вероятностные методы прогнозирования | 8 | 6 |
| 5 | Системы оперативного прогнозирования (гидродинамические методы прогнозирования) | 8 | 10 |
| 6 | Социальная значимость теории прогнозирования гидрометеорологических процессов | 4 | – |
| | Итого | 40 | 28 |
4.2. Содержание разделов дисциплины
Методологические основы прогнозирования
Основные принципы разработки методов морских гидрологических прогнозов. Предсказуемость океанологических процессов. Пределы предсказуемости. Основные направления в разработке методов прогнозирования природных явлений. Выявление механизмов заблаговременности в краткосрочных и долгосрочных прогнозах. Использование в прогностической деятельности органов службы прогнозов принципов аналогичности, типизации процессов, уравнений баланса энергии.
Физические основы прогнозирования океанологических процессов
Океан-атмосфера как целостная система. Инерция, преемственность, цикличность и автоколебания в гидрометеорологических процессах. Модели автоколебательных систем Шулейкина, Корта, Дуванина. Явление Эль-Ниньо. Южное колебание. Гелиофизические факторы и их влияние на изменчивость океанологических процессов. Одинадцатилетний и вековой цикл солнечной активности и их использование в сверхдолгосрочных гидрометеорологических прогнозах. Полугодовые, годовые и 19-летние лунно-солнечные приливы. Прецессия и нутация. Явление «полюсного прилива». Долгопериодные климатические циклы в истории Земли. Кривая Миланковича. Учет долгопериодных циклов в сверхдолгосрочных прогнозах океанологических процессов. Магнитное поле Земли и его изменчивость.
Физико-статистическое направление в разработке методов прогнозирования
Роль физической гипотезы при использовании статистических методов прогноза. Парная и множественная корреляция, составление уравнений регрессии. Использование корреляционно-спектрального анализа в прогнозах различных океанологических характеристик. Этапы разработки методов физико-статистического направления. Основные приемы и способы составления оперативных прогнозов. Физико-статистические методы прогноза различных океанологических характеристик. Краткосрочные методы прогноза уровня, температуры поверхности моря, волнения. Долгосрочные и сверхдолгосрочные методы прогноза температуры воды.
Статистико-вероятностные методы прогнозирования
Необходимость подготовки исходной информации к обработке. Неоднородность и нестационарность. Нормирование и двойное нормирование. Учет и использование закономерности в изменчивости временных рядов. Функция спектральной плотности. Полосовая фильтрация и ее использование в прогностических схемах. Статистико-вероятностные подходы. Климатический. Инерционный. Байесовский. Регрессионный. Динамико-статистический. Динамико-стохастический. Гармонический (Фурье). Методическое независимое прогнозирование. Оперативное прогнозирование. Коррекция прогнозов введением учета амплитудной нестационарности. Физико-статистические (ФС) схемы и алгоритмы прогнозирования. Особенности разработки и использования ФС схем. Комплексация итоговых прогнозов. Совместное использование статистико-вероятностных, физико-статистических и гидродинамических прогностических моделей.
Системы оперативного прогнозирования (гидродинамические методы прогнозирования)
Основные принципы гидродинамического подхода к предсказанию океанологических процессов. Гидродинамические модели прогноза различных элементов морских систем: термохалинных полей и структуры, течений, волнения, ледовых явлений. Комплексные гидродинамические модели для прогноза состояния морских систем: открытого океана, шельфа, замкнутого водоема. Примеры использования гидродинамических моделей для прогноза в конкретных географических объектах. Внедрения гидродинамических методов прогнозирования в оперативную службу (практику). Современная оперативная океанография.
Социальная и экономическая значимость теории прогнозирования гидрометеорологических процессов
Роль географической среды в жизни сообщества людей. Влияние формообразующей деятельности природного ландшафта на этногенез. Связь этносов с природным окружением благодаря активной хозяйственной деятельности. Внеземное происхождение пассионарного толчка в человеческой деятельности. Антропогенное воздействие как один из современных климатообразующих факторов и возможности его учета в прогнозах большой заблаговременности. Гидрометеорологические прогнозы как компонент Единой государственной системы информации о Мировом океане (ЕГСИМО). Внедрение ЕГСИМО в морскую деятельность Российской Федерации.
5.СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ
| № п/п | № раздела дисциплины | Тема семинара |
| 1 | 2 | Нагонные явления на морях России и за рубежом. Методы их прогнозирования. |
| 2 | 3 | Воздействие солнечной активности на геофизические процессы. |
| 3 | 4 | Теория катастроф и возможность ее использования при прогнозировании экстремальных событий |
| 4 | 5 | Оперативные системы наблюдения за океаном |
| 5 | 5 | Ансамбли гидродинамических моделей |
ДЕЖУРСТВА
В БЮРО МОРСКИХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование дежурства |
| 1 | 3 | Краткосрочный прогноз подъема уровня воды в Санкт-Петербурге при наводнениях |
| 2 | 3 | Прогноз температуры воды и глубины конвекции в северной Атлантике для холодной части года. |
| 3 | 3 | Рекомендуемые курсы плавания судов в океане. |
| 4 | 3 | Прогноз обледенения судов. |
| 5 | 3 | Долгосрочный прогноз вскрытия припая для различных пунктов Финского залива |
| 6 | 4 | Статистико-вероятностный прогноз океанологических характеристик (пакет ASAPPLUS). |
| 7 | 5 | Оперативные океанологические прогнозы для Восточной части Финского залива (система GulFOOS) |
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Рекомендуемая литература
а) Основная литература:
1. Абузяров З.К. и др. Морские прогнозы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988.
2. Руководство по морским гидрологическим прогнозам. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1994.
3. Рябченко В.А., Либерман Ю. М., Л.А. Руховец, Г.П. Астpаханцев, М.Ю. Белевич, А.Ю.Дворников, Р. Ю.Игнатов, К.А.Клеванный, С.В.Мостаманди, К.Г.Рубинштейн, В.Ю. Цепелев. Прогноз погоды и состояния водных объектов Северо-Западного региона России на базе комплекса гидродинамических моделей. – Санкт-Петербург, Нестор-История, 2008.
4. Ocean Forecasting. Conceptual Basis and Applications. Editors: Nadia Pinardi, John Woods – Springer, 2003
б) Дополнительная литература:
1. Слепцов-Шевлевич Б.А. Геофизические основы морских гидрологических прогнозов – М.: Мортехинформреклама, 1991.
2. Максимов Е.В.. Ритмы на Земле и в космосе. – СПб.: Изд. СПбГУ, 1996.
3. Максимов И.В. Геофизические силы и воды океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
4. Сидоренко Н.С. Атмосферные процессы и вращения Земли. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2002.
5. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. – М. Мысль, 1976
6. Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли.– Л.: Гидрометеоиздат, 1990.
7. Аверкиев А.С., Булаева В.М., Густоев Д.В., Карпова И.П. Методические рекомендации по использованию метода сверхдолгосрочного прогнозирования гидрометеороло-гических элементов (МСПГЭ) и программного комплекса «Призма».– Мурманск, изд. ПИНРО, 1997.
8. Малинин В.Н., Гордеева С.М. Физико-статистический метод прогноза океанологических характеристик ( на примере Северо-Европейского бассейна).– Мурманск, изд. ПИНРО, 2003.
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
- Архив метеорологической информации с АРМ «Weather».
- Программный комплекс ASAPPLUS.
- Программный комплекс CARDINAL.
- Оперативная прогностическая модель GulFOOS
- Разделы 3, 4, 5 содержат компьютерные презентации по отдельным подразделам.
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Учебное бюро морских гидрологических прогнозов, в котором используются два персональных IВМ – совместимых компьютера. Учебно-методический кабинет кафедры ПО и ОПВ, проектор.
| | Учебное издание | |
| | | |
| | Программа дисциплины "Теория прогнозирования океанологических процессов" | |
| | | |
| | Составители: Аверкиев Александр Сергеевич Густоев Дмитрий Владимирович Еремина Татьяна Рэмовна Хаймина Ольга Владимировна | |
| | | |
| | Редактор: И. Г. Максимова. | |
| | | |
| | ЛР № 020309 от 30.19.96. | |
Подписано в печать …….. Формат 60
901/16 Бумага кн.-жур. Печать офсетная. Печ. л. …….. Уч.-изд. л. ……….. Тираж …….. Зак. …
195196, СПб, Малоохтинский пр. 98. РГГМУ.
Отпечатано ………….