Метеорология, климатология и гидрология
内容描述: Курс направлен на изучение строения атмосферы, движения воздушных масс, радиационного и теплового баланса, метеорологических элементов, климата и прогнозов его изменения, климатообразующих факторов, рационального использования природных ресурсов и закономерностей формирования речного стока, режима рек, озер, болот, способов и технических средств измерения и определения основных гидрологических характеристик водотоков и водоемов.
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Введение в инженерное образование
- География. Школьный курс
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
*TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
---|---|
*Lectures(zh-CN)* | 15 |
*PracticalWork(zh-CN)* | 30 |
*LaboratoryWork(zh-CN)* | |
*srop(zh-CN)* | 30 |
*sro(zh-CN)* | 75 |
*FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
*FinalAssessment(zh-CN)* | экзамен |
零件: Компонент по выбору
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- Курс по дисциплине содержит основные теоретические сведения о гидрологии, метеорологии и климатологии. Рассмотрены гидрологические и метеорологические закономерности и характеристики, методы и приборы, используемые в данных науках. Освещаются закономерности формирования поверхностного стока с речных водосборов и методы определения расчетных гидрологических характеристик при разном объеме гидрометрической информации. Курс направлен на формирование у студентов профессиональной компетенции: способность осуществлять научные исследования и инженерные изыскания, необходимые в профессиональной деятельности и при изучении, освоении и охране земельных ресурсов.
Задача
- Изучение закономерностей атмосферных процессов, определяющих погодно-климатические условия территорий; закономерностей гидрологического режима рек и других водных объектов; влияние климата и природных вод на природные территориальные комплексы, хозяйственную деятельность, продуктивность естественных и сельскохозяйственных ландшафтов; знакомство с методами метеорологических и гидрологических прогнозов; овладение навыками решения задач, анализа погодно-климатических процессов и инженерно-гидрологических расчетов.
Результат обучения: знание и понимание
- знать учение о гидросфере, общие закономерности процессов формирования поверхностного стока, водного баланса Земли, суши и речного бассейна; учение об атмосфере, состав и строение атмосферы, принципы и законы теплообмена, влагооборота и атмосферной циркуляции.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- уметь рассчитывать показатели гидрологического режима водотоков, работать с приборами при измерении основных метеорологических и гидрологических характеристик; владеть методами измерения уровней и глубин воды, скоростей течения, расходов воды, речных наносов, метеорологических характеристик; расчета нормативных характеристик осадков, испарения и ветра при проектировании водохозяйственных и природоохранных объектов; применять теоретические положения курса для правильного выявления, картирования и описания природно-территориальных комплексов на полевых и производственных практиках, выполнения метеорологических и гидрологических расчетов, при написании курсовых и выпускных работ;
Результат обучения: формирование суждений
- уметь решать задачи по определению плотности сухого и влажного воздуха, задачи на использование барометрических формул, адиабатических изменений температуры воздуха, потенциальной температуры; - студент умеет рассчитывать характеристики влажности воздуха, строить и анализировать графики суточного и годового хода метеорологических элементов, климатические диаграммы; строит и анализировать карты распределения температур воздуха и атмосферных осадков; - рассчитывает морфометрические характеристики речных бассейнов, рек и водоемов; на определение характеристик жидкого и твердого стока растворенных веществ, анализировать многолетние колебания стока.
Результат обучения: коммуникативные способности
- способность к выполнению организационно-управленческих функций в коллективе.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- способность применять знания и умения, полученные в результате изучения курса.
*TeachingMethods(zh-CN)*
При реализации учебной работы по курсу с целью формирования и развития профессиональных навыков, обучающихся и в соответствии с требованиями ГОСО по направлению подготовки бакалавра, используются следующие образовательные технологии: 1) разработка и использование активных форм лекций (в том числе и с применением мультимедийных средств): -проблемная лекция; - лекция-визуализация; -лекция с разбором конкретной ситуации. В сочетании с внеаудиторной работой в активной форме выполняется также обсуждение контролируемых самостоятельных работ. В процессе проведения лекционных и практических занятий практикуется широкое использование современных технических средств (проекторы, интерактивная доска, Интернет). С использованием Интернета осуществляется доступ к базам данных, информационным справочным и поисковым системам.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
*Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
---|---|---|
1 *Rating(zh-CN)* | Практическая работа | 0-100 |
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Тестирование | ||
самостоятельные письменные работы | ||
2 *Rating(zh-CN)* | Практическая работа | 0-100 |
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Практическая работа | ||
Тестирование | ||
Наблюдение, исследовательская работа | ||
самостоятельные письменные работы | ||
*TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
*TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
---|---|---|---|---|
Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
практическая работа | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
письменная работа | Цель написания работы достигнута, задачи решены. Актуальность темы исследования корректно и полно обоснована. Работа выполнена согласно требованиям. | Цель и задачи выполнения работы достигнуты. Актуальность темы работы подтверждена. Работа выполнена с незначительными отклонениями от требований методических указаний. | Цель и задачи работы достигнуты частично. Актуальность темы работы определена неубедительно. В работе выявлены значительные отклонения от требований методических указаний. | Цель и задачи исследования в работе не достигнуты. Актуальность темы работы не указана. Работа выполнена со значительными отклонениями от требований. |
тест | 100-90% правильных ответов | 89-70% правильных ответов | 69-50% правильных ответов | 49-0% правильных ответов |
экзамен | владеет знаниями предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину; самостоятельно, в логической последовательности и исчерпывающе отвечает на все вопросы билета, подчеркивал при этом самое существенное, умеет анализировать, сравнивать, классифицировать, обобщать, конкретизировать и систематизировать изученный материал, выделять в нем главное: устанавливать причинно-следственные связи; четко формирует ответы, свободно читает результаты анализов и других исследований и решает ситуационные задачи повышенной сложности; хорошо знаком с основной литературой и методами исследования в объеме, необходимом для практической деятельности; увязывает теоретические аспекты предмета с практическими задачами владеет знаниями основных принципов ландшафтоведения. | владеет знаниями дисциплины почти в полном объеме программы (имеются пробелы знаний только в некоторых, особенно сложных разделах); самостоятельно и отчасти при наводящих вопросах дает полноценные ответы на вопросы билета; не всегда выделяет наиболее существенное, не допускает вместе с тем серьезных ошибок в ответах; умеет решать легкие и средней тяжести ситуационные задачи; умеет трактовать лабораторные и инструментальные исследования в объеме, превышающем обязательный минимум. | владеет основным объемом знаний по дисциплине; проявляет затруднения в самостоятельных ответах, оперирует неточными формулировками; в процессе ответов допускаются ошибки по существу вопросов. Студент способен решать лишь наиболее легкие задачи, владеет только обязательным минимумом методов исследований. | не освоил обязательного минимума знаний предмета, не способен ответить на вопросы билета даже при дополнительных наводящих вопросах экзаменатора. |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
---|---|---|---|
A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
A- | 3.67 | 90-94 | |
B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
B | 3.0 | 80-84 | |
B- | 2.67 | 75-79 | |
C+ | 2.33 | 70-74 | |
C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
C- | 1.67 | 60-64 | |
D+ | 1.33 | 55-59 | |
D | 1.0 | 50-54 | |
FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- ПРЕДМЕТ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА «КЛИМАТОЛОГИЯ И МЕТЕОРОЛОГИЯ». Предмет и задачи курса «Климатология и метеорология. Основные задачи метеорологии. Организация гидрометеорологических наблюдений в РК. Состав и строение атмосферы. Основные свойства атмосферы.
- РАДИАЦИОННЫЙ РЕЖИМ АТМОСФЕРЫ. Солнечная радиация и радиационный баланс земной поверхности. Виды потоков солнечной радиации. Понятие альбедо, эффективного излучения и радиационного баланса земной поверхности. Тепловой режим атмосферы. Уравнение теплового баланса земной поверхности. Характеристики влажности воздуха. Осадки и снежный покров. Виды и типы атмосферных осадков.
- ОБЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ. ПРОГНОЗ ПОГОДЫ. Атмосферное давление. Циклоны и антициклоны. Ветер и воздушные течения в атмосфере. Воздушные массы и атмосферные фронты. Прогнозы погоды. Опасные явления погоды. Виды заморозков по условиям образования.
- КЛИМАТ И ФАКТОРЫ ЕГО ФОРМИРОВАНИЯ. Основные факторы климатообразования. Понятие макро-, мезо- и микроклимата. Классификация климатов. Классификация климатов.
- КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОЯСА ЗЕМНОГО ШАРА И КАЗАХСТАНА. КЛИМАТ ВКО. Климатические пояса Казахстана (классификация Л. С. Берга). Классификация климатических зон и областей по Б. П. Алисову. Характеристика климатических зон РК. Климат ВКО.
- АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ДИНАМИКУ КЛИМАТА. Изменение локального климата(изменение теплового баланса ЗП, воздействие на растительный покров, водный режим, создание водохранилищ, климат города). Изменение глобального климата (рост концентрации углекислого газа, других газов и аэрозолей, другие антропогенные факторы глобального влияния).
- ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ КУРСА «ГИДРОЛОГИЯ». Предмет гидрологии. Значение гидрологии для экономики страны. Связь с другими науками. Краткие исторические сведения о развитии гидрологии. Вода в природе и жизни человека. Понятие о гидросфере. Водные объекты: водотоки, водоемы, особые водные объекты. Гидрологические характеристики. Понятие о гидрологическом состоянии и гидрологическом режиме водного объекта. Гидрологические процессы.
- ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД. ТЕПЛОВОЙ И ВОДНЫЙ БАЛАНСЫ. Вода как химическое соединение, молекулярная структура и изотопный состав. Химические свойства природных вод. Физические свойства природных вод. Тепловые свойства воды.Водные ресурсы Земли. Круговорот воды в природе. Тепловой и водный балансы. Гидрологический режим и его характеристики.
- РЕЧНАЯ СИСТЕМА. Речная система и ее гидрографические характеристики. Водосбор и бассейн реки. Долина и русло реки. Продольный профиль реки. Поперечный профиль реки. Поперечная циркуляция.
- РЕЧНОЙ СТОК. Физико-географические факторы формирования стока. Характеристики речного стока. Речной сток и его составляющие. Количественные составляющие речного стока: объем, слой, модуль, коэффициент стока.Водная эрозия. Речные наносы: виды, порядок расчета. Русловые процессы.
- ГИДРОЛОГИЯ РЕК. Реки и их распространение на земном шаре. Типы рек. Питание рек, виды питания (дождевое, снеговое, ледниковое, подземное), классификация рек по видам питания. Движение воды в реках (ламинарное, урбулентное). Распределение скоростей течения в речном потоке. Формула Шези. Поперечная циркуляция в речном потоке. Трансформация паводков. Движение речных наносов. Характеристики речных наносов. Геометрическая и гидравлическая крупность наносов. Влекомые и взвешенные наносы. Русловые процессы и их типизация. Микро-, мезо- и макроформы речного русла и их динамика. Плесы и перекаты, излучины. Изменение температуры воды в пространстве и во времени; фазы ледового режима: замерзание, ледостав, вскрытие. Ледоход, заторы и зажоры. Толщина льда на реках. Основные черты гидрохимического и гидробиологического режима рек. Источники загрязнения рек и меры по охране вод. Устья рек, их классификация и районирование. Гидрологические процессы в устьях рек, формирование дельт. Хозяйственное значение рек. Влияние хозяйственной деятельности на режим рек. Регулирование стока. Антропогенные изменения стока рек .
- ГИДРОЛОГИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ. Назначение водохранилищ и их размещение на земном шаре. Типы водохранилищ. Основные характеристики водохранилищ. Водный режим водохранилищ. Тепловой и ледовый режим водохранилищ. Гидрохимический и гидробиологический режим водохранилищ. Заиление водохранилищ и переформирование их берегов. Водные массы водохранилищ. Влияние водохранилищ на речной сток и окружающую природную среду.
- ГИДРОЛОГИЯ ОЗЕР.ГИДРОЛОГИЯ БОЛОТ. Озера как природные водоемы с замедленным водообменном. Типы озер. Морфология и морфометрические характеристики озер. Водный баланс сточных и бессточных озер. Колебания уровня воды в озерах. Термический и ледовый режим озер. Естественная эволюция озер. Влияние озер на речной сток. Использование озер в хозяйственных целях. Происхождение болот и их распространение на земном шаре. Типы болот. Строение, морфология и гидрография торфяных болот. Влияние болот и их осушения на речной сток. Практическое значение болот.
- ГИДРОЛОГИЯ ЛЕДНИКОВ. ГИДРОЛОГИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. Происхождение ледников и их распространение на земном шаре. Снеговой баланс и снеговая линия. Типы ледников, покровные и горные ледники. Образование и строение ледников. Питание и таяние ледников, баланс льда и воды в ледниках. Режим и движение ледников. Роль ледников в питании и режиме рек. Хозяйственное значение горных ледников. Происхождение и распространение подземных вод. Воднофизические свойства почв и грунтов. Виды воды в порах грунта. Классификация подземных вод. Типы подземных вод по характеру залегания: воды зоны аэрации, воды зоны насыщения. Грунтовые воды. Артезианские воды. Движение подземных вод. Закон фильтрации Дарси. Водный баланс и режим подземных вод. Роль подземных вод в питании рек. Взаимодействие поверхностных и подземных вод. Запасы и ресурсы подземных вод, их использование и охрана.
- ГИДРОЛОГИЯ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ. Мировой океан и его части. Классификация морей. Происхождение, строение и рельеф дна Мирового океана. Донные отложения. Водный баланс Мирового океана. Солёность вод океана. Термический режим Мирового океана. Морские льды. Волнение. Приливы и отливы. Морские течения. Уровенная динамика океанов и морей. Ресурсы Мирового океана и их использование.
Основная литература
- Гребенюк Г.Н., Ходжаева Г.К. Метеорология и климатология : Учебно-практическое пособие. / Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гуманит. ун-та, 2012. — 180 с.- ISBN 978–5–89988–963–9.
- Хромов С.П. Метеорология и климатология : учебник / Хромов С.П., Петросянц М.А.. — Москва : Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 2012. — 584 c. — ISBN 978-5-211-06334-1.
- Гидрология : учебник для вузов / В. Н. Михайлов, С. А. Добролюбов. – М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2017. – 752 с. - ISBN 978-5-4475-4463-8.
- Берникова, Т. А. Гидрология с основами метеорологии и климатологии : учебник для вузов / Т. А. Берникова. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 428 с. — ISBN 978-5-8114-7876-7.
Дополнительная литература
- Строительная климатология/Государственные нормативы в области архитектуры, градостроительства и строительства СП РК 2.04-01-2017.
- Вилесов Е.Н., Науменко А.А., Веселова Л.К., Аубекеров Б.Ж. Физическая география Казахстана/Учебное пособие. — Под общ. ред. А.А. Науменко. — Алматы: Казак университеті, 2009. — 362 с.
- Климат Юго-Западного Алтая/Под ред.А.В. Егориной. –Усть-Каменогорск, 2002