N
раз-
дела
|
Наименование
раздела
|
Трудоёмкость (академических часов) и содержание занятий
|
Форма
текущего
контроля
|
Аудиторная работа
|
Самостоятельная работа
|
Лекции
|
Семинары
|
Лабораторные работы
|
1
|
Планета Земля: происхождение, эволюция, состав и структура геосфер, климат и погода
|
№1. 2 часа.
Происхождение Солнечной системы и Земли. Энергия аккреции Земли и энергия гравитационной дифференциации. Происхождение атмосферы и гидросферы. Условия существования атмосферы и гидросферы.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Освоение вывода формул для энергии аккреции и энергии гравитационной дифференциации. Изучение гипотез происхождения атмосферы и гидросферы Земли.
|
ДЗ,
Т
|
№2. 2 часа.
Состав атмосферы Земли и ее вертикальная структура. Состав гидросферы Земли. Соленость. Распределение температуры и солености в Мировом океане. Уравнения состояния сухого и влажного воздуха. Уравнение состояния морской воды. Температура замерзания и температура максимальной плотности.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Изучение блока данных «Стандартная атмосфера» и анализ типичных распределений температуры и солености в Мировом океане.
|
№3. 2 часа.
Законы теплового излучения. Спектры излучения Солнца и планет. Солнечная постоянная. Альбедо. Оценка радиационной температуры Земли. Окна прозрачности атмосферы. Парниковый эффект. Климат и погода. Блоки климатической системы. Циклы Миланковича.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Освоение вывода формулы для радиационной температуры Земли. Анализ компонент радиационно-теплового баланса атмосферы.
|
2
|
Элементы геофизической гидродинамики
|
№4. 2 часа.
Термогравитационная конвекция в геосферах. Число Рэлея. Устойчивость стратификации. Адиабатический градиент. Частота Вяйсяля-Брента. Адиабатический градиент температуры и устойчивость атмосферы. Общая циркуляция атмосферы и ее связь с циркуляцией вод Мирового океана. Местные ветры (бриз, муссон, фён).
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Освоение вывода формулы для критерия Рэлея, адиабатического градиента температуры и частоты Вяйсяля-Брента.
|
№5. 2 часа.
Силы, действующие в атмосфере и океане. Уравнения аэрогидромеханики.
|
|
|
5 часов.
Работа с лекционным материалом. Освоение вывода уравнений аэрогидромеханики.
|
№6. 2 часа.
Основные подходы к упрощению уравнений аэрогидромеханики. Гидростатическое и геострофическое приближение. Барометрическая формула. Высота однородной атмосферы.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом. Освоение подходов к упрощению уравнений аэрогидромеханики и вывода барометрической формулы.
|
№7. 2 часа.
Задача Экмана о дрейфовом течении. Экмановский «насос». Циклоны и антициклоны. Тропические циклоны.
|
|
|
5 часов.
Работа с лекционным материалом. Освоение решения задачи Экмана для бесконечно глубокого океана.
|
№8. 2 часа.
Крупнейшие океанические течения. Неустойчивость течений. Сдвиговая неустойчивость. Синоптические вихри в океане. Турбулентные и ламинарные течения. Число Рейнольдса. Роль турбулентности в океане и атмосфере. Теплообмен на границе раздела "вода-воздух". Холодная пленка.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Изучение системы крупнейших течений Мирового океана. Поиск примеров неустойчивости океанических течений по спутниковым снимкам.
|
№9. 2 часа.
Многообразие волновых движений в океане. Силы, существенные для различных типов волн. Причины, вызывающие волновые движения. Длинные волны в океане. Влияние рельефа дна на распространение длинных волн.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Освоение вывода уравнения, описывающего длинные гравитационные волны.
|
№10. 2 часа.
Звуковые волны в атмосфере и океане. Параметры, определяющие скорость звука в воздухе и воде. Подводный звуковой канал.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Освоение вывода уравнения, описывающего звуковые волны.
|
3
|
Физика твердой Земли
|
№11. 2 часа.
Гравитационный потенциал и его составляющие. Фигура Земли. Сжатие Земли. Ускорение силы тяжести на поверхности Земли и в ее недрах. Формула Клеро. Момент инерции Земли и ее оболочек. Изостазия.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой.
|
№12. 2 часа.
Сейсмичность Земли. Закон повторяемости землетрясений. Магнитуды землетрясений. Основные типы объемных и поверхностных сейсмических волн и их характеристики. Закон Снеллиуса. Годографы сейсмических волн и параметр луча.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Анализ распределения землетрясений по доступным в Интернете сейсмическим каталогам.
|
№13. 2 часа.
Модели внутреннего строения Земли. Изменение физических параметров в теле Земли: скоростей, плотности, ускорения силы тяжести, давления, добротности. Очаг землетрясения. Механизмы очагов землетрясений. Связь механизма очага с напряжениями в окружающей среде. Источники напряжений в литосфере.
Реологические свойства и основные модели вещества Земли. Дислокационная, диффузионная и эффективная вязкость в мантии Земли.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой. Изучение параметров моделей внутреннего строения Земли.
|
№14. 2 часа.
Механизмы теплопередачи. Тепловой поток на поверхности Земли. Геотермический градиент температур.
Распределение температур в недрах Земли. Адиабатический градиент температур и температуры плавления. Эффективная температура остывания Земли.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой.
|
№15. 2 часа.
Составляющие магнитного поля Земли. Характеристики главного магнитного поля. Элементы геомагнитного поля и соотношения между ними. Скалярный геомагнитный потенциал и коэффициенты Гаусса.
Движения магнитных полюсов. Аномальная составляющая магнитного поля и ее свойства. Западный дрейф. Расширение дна океана. Курская магнитная аномалия. Палеомагнетизм. Термоостаточная намагниченность горных пород. Магнитохронологическая шкала. Инверсии.
|
|
|
4 часа.
Работа с лекционным материалом и литературой.
|
|
4
|
Ионосфера и магнитосфера. Оптические явления в атмосфере.
|
№16. 2 часа.
Ионосфера. Магнитосфера. Солнечно-Земные связи.
|
|
|
5 часов.
Работа с лекционным материалом и литературой.
|
|
№17. 2 часа.
Рассеяние и поглощение электромагнитных волн в атмосфере и океане. Закон Бугера. Рассеяние Ми и Рэлея. Оптические явления, вызываемые поглощением и рассеянием. Оптические явления в атмосфере, вызываемые преломлением в воздухе и ядрами конденсации.
|
|
|
5 часов.
Работа с лекционным материалом. Анализ задач об образовании радуги, гало и ложных солнц. Изучение оптических явлений в атмосфере в Интернете.
|
|
