Программа учебной дисциплины наименование дисциплины: «Авиационная метеорология» по направлению подготовки 021600. 62

1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины являются изучение основ авиации, организации управления воздушным движением и получение знаний о влиянии параметров атмосферы на полеты летательных аппаратов, о методах прогноза особых для авиации явлений погоды и о метеорологическом обеспечении полетов.

Задачи освоения дисциплины:

- дать представление о теоретических основах авиационных систем;

- познакомить с понятийно-терминологическим аппаратом, применяемым при работе с метеорологическим обеспечением авиации;

- дать представление о методических принципах устройства и работы метеорологических, прогностических подразделений, обеспечивающих полеты;

- познакомить с параметрами различных типов летательных аппаратов и об особенностях атмосферных условий их полетов;

- познакомить с основами авиации и с информационным обеспечением, программами для оценки условий полетов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Авиационная метеорология» входит в модуль «Синоптическая метеорология» профессионального цикла вариативной части ООП. Она изучается на 4 курсе в 8 семестре.

Изучение дисциплины базируется на предварительном усвоении студентами материала основных метеорологических дисциплин: курсов «Физика», «Высшая математика», «Физическая метеорология», «Геоинформатика», «Дистанционные методы исследования атмосферы», «Спутниковая метеорология». В свою очередь она обеспечивает изучение ряда специальных дисциплин, среди которых «Синоптическая метеорология», «Мезомасштабная метеорология», «Авиационная климатология» и других авиационно-прикладных дисциплин.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь дисциплины «Авиационная метеорология» с другими частями ООП определяется следующей совокупностью входных компетенций, необходимых для освоения данной дисциплины:

Студент должен

Знать: состав и структуру атмосферы и происходящие в ней процессы массо- и энергообмена;

- теоретические основы динамики атмосферных движений и эволюции основных газовых и аэрозольных составляющих атмосферы;

- основы мезомасштабной структуры, условий образования неблагоприятных метеорологических явлений в атмосфере и основные методы их прогнозирования.

Уметь: эффективно использовать метеорологическую информацию для решения прикладных задач авиационной метеорологии;

Владеть: различными методами анализа метеорологической информации.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: способности использовать знания о физических и динамических процессах, протекающих в атмосфере, для оценки необходимых условий для полетов летательных аппаратов (ЛА) и разработки рекомендаций по прогнозированию опасных и особых условий для обеспечения безопасности полетов в атмосфере.

Студент должен

Знать:

• 
  базовые общепрофессиональные теоретические дисциплины о метеорологии;
  
• 
  теоретические основы полетов и принципы устройства различных типов летательных аппаратов;
  
• 
  механизм влияния атмосферных условий на полеты летательных аппаратов и влияние полетов летательных аппаратов на окружающую среду;
  

Владеть:

• 
  знаниями о системе метеорологического обеспечения авиации;
  
• 
  методами анализа метеорологической информации для обеспечения безопасности полетов воздушных судов;
  
• 
  способами оценки качества анализа и прогноза особых для авиации явлений
  

погоды.

Уметь:

• 
  использовать знания о процессах синоптического и мезо- масштабов, системах классификации облачности и особых для авиации явлений;
  
• 
  использовать принципы математической теории систем оптимального управления для разработки автоматизированных методов прогнозов погоды для авиации.
  

• 
  проводить анализ выходных данных современных численных моделей, прогнозирующих основные параметры атмосферы и явления.
  

4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 академических часа (3 з. е.). Аудиторная нагрузка - 48 часов, из них 24 часов – лекции, 24 часов – семинары и практические занятия, 60 часов – самостоятельная работа студентов.

№ п/п	Раздел (тема) дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая СРС и трудоемкость (в часах)			Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				лекция	семи нар	СРС
1	Введение. Определения и термины. История развития	8	1	1	1	2	Реферат
2	Основы авиации. Основы аэродинамики	8	2 - 3	4	3	10	Коллоквиум по разделу
3	Влияние параметров атмосферы на параметры полета воздушных судов	8	4 - 5	5	4	11	Реферат-презентация
4	Метеорологическое обеспечение авиации	8	6 - 7	6	5	12	Зачет по практической работе
5	Прогнозирование погоды и предупреждения	8	8 - 10	6	7	16	Защита практическому заданию
6	Основы авиационной климатологии	8	11- 12	2	4	9	Защита реферата-презентации
		8					Зачет
	Итого	8	12	24	24	60	Экзамен

4.2. Содержание дисциплины

Введение.

Предмет, задачи авиационной метеорологии и краткая история ее развития. Связь авиационной метеорологии с аэродинамикой, аэронавигацией и другими авиационными дисциплинами. Необходимость учета метеорологических условий с целью повышения безопасности регулярности и экономичности воздушных перевозок. Международное сотрудничество в области авиационной метеорологии.
Раздел 1. Основы авиации.

Основы аэродинамики. Причины возникновения подъемной силы. Понятие о сжимаемости воздуха. Горизонтальный полет самолета. Этапы взлета и посадки воздушного судна (ВС). Классификация и организация полетов.
Раздел 2. Влияние параметров атмосферы на параметры полета воздушных судов.

Влияние физического состояния атмосферы на полеты ВС. Стандартная атмосфера, использование ее параметров в деятельности авиации. Способы определения высоты полета. Система эшелонирования самолетов при полетах на воздушных трассах. Влияние температуры и плотности воздуха на скорость полета, тягу двигателей, потолок самолета и на расход топлива. Влияние температуры и плотности воздуха на взлет, полет и посадку ВС.

Влияние ветра на полеты ВС. Навигационный треугольник скоростей. Понятие об эквивалентном ветре. Влияние ветра на взлет и посадку ВС. Струйные течения и их аэронавигационное значение.

Влияние сдвигов ветра в нижнем слое атмосферы на взлет и посадку ВС. Вертикальный и горизонтальный сдвиги ветра. Вертикальные потоки. Воздействие сдвигов и вертикальных потоков на ВС. Требования к информации о сдвигах ветра. Аэросиноптические условия возникновения сильных сдвигов ветра.

Влияние атмосферной турбулентности на полеты ВС. Виды атмосферной турбулентности, причины ее возникновения и влияние на полет ВС. Перегрузки и болтанка, возникающие при полете в турбулентной атмосфере. Влияние турбулентности на полет ВС. Прогноз болтанки.

Горные волны и их влияние на полеты ВС. Основные виды деформации воздушного потока над горами. Метеорологические условия развития горных волн. Прогноз горных волн и роторных течений.

Влияние облачности и ограниченной видимости на полеты ВС. Облачность и видимость как основные факторы, определяющие сложность метеорологических условий для полетов авиации. Минимумы погоды. Метеорологическая, полетная и посадочная видимости и их зависимость от различных факторов. Основные метеорологические явления, ухудшающие видимость и условия полета в них. Условия полета в облаках различных форм. Прогноз низкой облачности и видимости.

Обледенение самолетов и его влияние на полеты ВС. Обледенение как опасное для авиации явление погоды. Классификация ледяных отложений. Интенсивность обледенения и ее зависимость от микрофизической структуры облаков, режима полета и типа ВС. Метеорологические и аэросиноптические условия обледенения. Способы борьбы с обледенением. Прогноз условий обледенения.

Влияние конвективной явлений на деятельность авиации. Грозы и сопутствующие им опасные для авиации явления погоды. Виды гроз и характеристика их опасности для авиации. Особенности выполнения полетов в грозовых зонах. Метеорологические условия развития зон активной грозовой деятельности.

Влияние гидрометеорологических условий на состояние и эксплуатацию аэродромов. Учет климатических данных при изыскании, строительстве и оборудовании аэродромов. Влияние метеорологических факторов на состояние и эксплуатацию аэродромов с естественным и искусственным покрытием. Влияние метеорологических условий на ВС, расположенных на земле. Составление авиационно-климатических описаний в целях метеорологического обеспечения авиации.

Организация полетов в ГА. Классификация самолетов и вертолетов ГА. Классификация аэродромов. Составные части аэродрома. Оборудование ВС и аэродромов ГА навигационными приборами и системами, обеспечивающими безопасность полетов. Классификация полетов ГА.
Раздел 3. Метеорологическое обеспечение авиации.

Порядок метеорологического обеспечения полетов ГА. Основные требования, предъявляемые к метеорологическому обеспечению гражданской авиации. Назначение, задачи и организация метеорологических органов. Аэродромные метеорологические органы. Авиационные метеорологические центры (АМЦ) м авиаметеорологические станции (АМСГ). Всемирные и региональные центры зональных прогнозов ИКАО.

Метеорологические наблюдения и сводки. Наблюдения и сводки по аэродрому. Регулярные, специальные и выборочные сводки погоды. Кодовые формы МЕТАR и SPECI. Метеорологические радиолокационные наблюдения. Наблюдения и донесения с борта ВС. Данные метеорологических спутников.

Прогнозы погоды и предупреждения. Точность авиационных прогнозов. Прогнозы по аэродрому, прогнозы для посадки и для взлета. Прогнозы условий погоды по маршруту. Современные технологии прогнозирования метеорологических условий для авиации.

Раздел 4. Основы авиационной климатологии.

Статистические методы климатической обработки наблюдений на аэродромах и по маршруту полета. Расчет авиационно-климатических показателей для полетов по маршруту и при проектировании и эксплуатации аэродромов. Авиационно-климатические описания отечественных и международных трасс.
4.3. Аннотация программы.

Целью изучения дисциплины «Авиационная метеорология» является получение знаний о достижениях аэродинамики, теории самолетовождения и воздушной навигации, космонавтики, о влиянии атмосферных условий на полеты летательных аппаратов и на деятельность авиации в целом, о теории оптимального управления полетами и автоматизированных системах метеорологического обеспечения современной авиации.
5. Рекомендуемые образовательные технологии

В процессе преподавания дисциплины «Авиационная метеорология» применяются образовательные технологии: развивающее и проблемное обучение, коллективная система обучения, использование в обучении игровых методов (например, конкурс на лучшую презентацию), технология развития критического мышления, информационно-коммуникативные технологии. При чтении курса лекций применяются следующие виды лекций: вводная, лекции-информации, обзорные лекции, лекции-визуализации, лекции-конференции.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Примерные темы рефератов для самостоятельной работы студентов

1. 
   Международные организации, регулирующие режим полетов и требования к безопасности полетов.
   
2. 
   Стандартная атмосфера в Европе, Америке, России.
   
3. 
   Современные и классические принципы прогнозирования дальности видимости в дымках и туманах.
   
4. 
   Как прогнозируют вероятность выпадения града.
   
5. 
   Методы определения высоты нижней границы облачности.
   
6. 
   Принципы эшелонирования полетов для международных полетов.
   
7. 
   Способы построения траектории частицы.
   
8. 
   Дивергенция, конфлюенция, дифлюенция, принципы использования и типичные ошибки.
   
9. 
   .Авторские эмпирические методы прогноза минимальной температуры воздуха в северных аэропортах.
   
10. 
    История развития авиации.
    
11. 
    Современные типы воздушных судов.
    

Примерные темы практических занятий

1. 
   Схема организации сверхкраткосрочных прогнозов погоды.
   
2. 
   Сверхкраткосрочный прогноз ветра для авиации: у поверхности земли, на высотах, сдвиги ветра.
   
3. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы в условиях неустойчивой атмосферы: определение устойчивости, параметров конвекции, потенциал гроз, модели конвекции.
   
4. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы турбулентности: в ясном небе и в облаках.
   
5. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы низкой облачности, обложных осадков.
   
6. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы дальности видимости, радиационных и морозных туманов, струйных течений нижних уровней.
   
7. 
   Вероятностные прогнозы метеорологических величин и явлений погоды.
   
8. 
   Методы оценки успешности и экономической эффективности прогнозов погоды.
   
9. 
   Автоматизация метеорологического обеспечения полетов.
   

Примерные темы практических занятий

1. 
   Схема организации сверхкраткосрочных прогнозов погоды.
   
2. 
   Сверхкраткосрочный прогноз ветра для авиации: у поверхности земли, на высотах, сдвиги ветра.
   
3. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы в условиях неустойчивой атмосферы: определение устойчивости, параметров конвекции, потенциал гроз, модели конвекции.
   
4. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы турбулентности: в ясном небе и в облаках.
   
5. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы низкой облачности, обложных осадков.
   
6. 
   Сверхкраткосрочные прогнозы дальности видимости, радиационных и морозных туманов, струйный течений нижних уровней.
   
7. 
   Вероятностные прогнозы метеорологических величин и явлений погоды.
   
8. 
   Методы оценки успешности и экономической эффективности прогнозов погоды.
   
9. 
   Автоматизация метеорологического обеспечения полетов.
   

Примерный перечень вопросов к самостоятельной работе.

1. Какие формы бланков аэрологической диаграммы имеются в международной практике, и какие операции выполняются для анализа, прогноза условий для авиации?

2. Какие международные организации обеспечения полетов гражданской авиации Вы знаете?

3. Как влияют метеорологические условия на полеты ВС?

4. В какое время впервые был создан самолет, и какие этапы развития авиации Вам известны?

5. По каким признакам классифицируются аэродромы гражданской авиации?

6. Что может представлять собой система огней ОВИ и ОМИ, и какие методы прогноза видимости существуют в настоящее время?

7. Какие особые метеорологические условия следует учитывать при полетах в зонах атмосферных фронтов?

8. Как влияют метеорологические условия на ВС, расположенные на земле?

9. Какое влияние на деятельность авиации оказывает атмосферный озон и космическая радиация?

10. Какие автоматизированные методы прогнозов для авиации Вы знаете, и какие перспективы для усовершенствования качества обеспечения авиации Вы можете обосновать?

11. Современные технологии прогнозирования метеорологических условий для авиации.

Примерный перечень дополнительных вопросов к экзамену.

1. Какая существует связь авиационной метеорологии с аэродинамикой, аэронавигацией и другими дисциплинами?

2. Почему необходимо учитывать метеорологические условия при полетах и перевозках.

3. Какие минимумы погоды существуют и для каких полетов?

4. Облачность и видимость, как определяется сложность метеорологических условий для полетов авиации?

5. Какое влияние оказывают температура и плотность воздуха на взлет, полет и посадку?

6. Как можно классифицировать полеты гражданской авиации (ГА)?

7. Почему турбулентность в ясном небе и в облаках необходимо учитывать и как составляются сверхкраткосрочные прогнозы турбулентности и болтанки для полетов гражданской авиации?

8. Навигационный треугольник скоростей, как влияет скорость, направление ветра на путевую скорость и направление полета ВС?

9. Какие существуют способы определения высоты полета?

10. Что включается в список параметров стандартной атмосферы для использования в деятельности авиации?

11. Какие спутниковые, радиолокационные, наблюдения с борта ВС необходимо использовать при подготовке и проведении полетов?

12. Насколько точность авиационных прогнозов погоды отличается от точности прогнозов общего назначения?

13. Как воздействуют горизонтальные и вертикальные потоки на ВС, и какие существуют требования к информации о сдвигах ветра?

14. Классификация самолетов и вертолетов ГА.

15. Какие кодовые формы информации о наблюдениях, в выборочных, регулярных и специальных сводках погоды применяются в обслуживании авиации?

16. Что включается в понятие метеорологическое обеспечение полетов и как регулируется международная и отечественная службы обеспечения полетов ГА?

17. Обледенение ВС и взлетно-посадочной полосы, какие особенности прогнозирования Вы знаете?

18. Какие Вы знаете методы прогноза отдельных метеорологических величин и явлений погоды в вероятностной форме?

19. Какие имеются характеристики опасности гроз и сопутствующих им явлений погоды для авиации?

20. Климатические описания аэропортов и полетов по маршрутам.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Литература

а) основная

1. 
   Баранов А.М., Богаткин О.Г., Говердовский В.Ф., Еникеева В.Д. Авиационная метеорология. Спб. Гидрометеоиздат, 1992.
   
2. 
   Богаткин О.Г. Авиационная метеорология. Спб. Изд. РГГМУ, 2005.
   
3. 
   Богаткин О.Г., Тараканов Г.Г., Учебный авиационный метеорологический атлас. Метеорологические указания и приложения. Л. Гидрометеоиздат, 1990.
   
4. 
   Руководство по прогнозированию метеорологических условий для авиации. Л.,Гидрометеоиздат, 1985.
   

б) дополнительная

1. 
   Богаткин О.Г. Авиационные прогнозы погоды. Спб. Изд. «БХВ-Петербург», 2010.
   
2. 
   Наставление по метеорологическому обеспечению гражданской авиации. Л. Гидрометеоиздат, 1982.
   

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. http://meteoinfo.ru, http://method.hydromet.ru – оперативная информация и методический кабинет, сайт Гидрометцентра России;

2. http://metavia2.ru - официальный сайт «Авиаметтелекома» Росгидромета;

3. http://www.avbrief.com/, http://www.ais.org.uk/aes/en - сайты для пилотов;

4. http://wetter-zentrale.de/topkarten - немецкий сайт, страница погоды с данными;

5. http://www.zamg.ac.at – описание концептуальных моделей синоптических ситуаций.

8. 
   Материально-техническое обеспечение дисциплины
   

1. Учебная аудитория на 10 - 15 мест с мультимедийным проектором для проведения лекционных занятий.

2. Компьютерный класс с доступом в Интернет и к ГИС.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта МГУ по направлению подготовки 021600.62 «Гидрометеорология».
Программа одобрена на заседании кафедры метеорологии и климатологии

Протокол №___ от ______2012__г.

Заведующий кафедрой Кислов А.В. ____________________________

подпись
Разработчик:

Горлач И.А., ведущий научный сотрудник, к.г.н., старший научный сотрудник, географический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова
Эксперт:

Васильев А.А., главный научный сотрудник, д.г.н., профессор, ФГБУ «Гидрометцентр России»