Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Федеральное государственное бюджетное учреждение
"Центральная аэрологическая обсерватория"
(ФГБУ "ЦАО")
Утверждаю
Директор ФГБУ "ЦАО"
___________
"______" 2012 г.
Рабочая программа дисциплины
ФД. А.05 - Физика ионосферы
для аспирантов –
по отрасли Науки о Земле, физико-математические науки,
специальность "Физика атмосферы и гидросферы"
Г. Долгопрудный, 2012
Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 25.00.29 "Физика атмосферы и гидросферы", в соответствии с Программой минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.29 "Физика атмосферы и гидросферы" по физико-математическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ № 000 от 01.01.2001 г., и Учебным планом ФГБУ "ЦАО" по основной образовательной программе аспирантской подготовки.
Составители рабочей программы: кф-мн, зав. отделом
Рабочая программа утверждена на заседании Ученого совета ФГБУ "ЦАО", протокол от 20 сентября 2012 г.
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню освоения содержания дисциплины
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Цель изучения дисциплины – формирование у аспирантов углубленных профессиональных знаний о физике ионосферы.
Задачи дисциплины: сформировать у аспирантов представление
- о физических процессах, протекающих в ионосфере;
- об исследованиях в области физики ионосферы;
- об основных научных проблемах в вопросах физики ионосферы;
- подготовить аспирантов к практическому применению полученных знаний при проведении конкретных исследований в данной области.
1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
- иметь представление об основных физических явлениях и процессах, происходящих в ионосфере;
- знать основные теоретические и экспериментальные методы, применяемые в исследовании ионосферы;
- владеть умением и навыками самостоятельной научно-исследовательской работы в данной области.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Для успешного усвоения рабочей программы необходимы твёрдые знания физики и математики в рамках вузовской подготовки.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 25.00.29.
2. Содержание дисциплины
2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах)
Форма обучения - 1 год аспирантуры, вид отчётности - экзамен кандидатского минимума.
Вид учебной работы | Всего часов |
Общий объем дисциплины по учебному плану | 94 |
Аудиторные часы | 40 |
Лекции | 30 |
Семинары | |
Практические занятия | 10 |
Самостоятельная работа | 54 |
Общая трудоемкость дисциплины | 2,6 зачетных единиц |
2.2 Лекционный курс
1. Ионосфера. Образование ионосферных слоев. Фотохимические процессы в ионосфере. Фотоионизация. Ионизирующее излучение Солнца. Поглощающие свойства атмосферы. Ионизационная функция. Фотоэлектроны. Рекомбинационные процессы. Классификация реакций. Эффективный коэффициент рекомбинации. Уравнение непрерывности. Образование ионосферных слоев. Уравнение простого слоя. Особенности фотохимии в областях D, Е, F ионосферы.
2. Морфология ионосферных слоев. Область D. Область Е. Регулярный слой Е. Слой Е - спорадический. Область F. Слой F1: морфология и механизмы образования. Особенности поведения слоя F2 ("аномалия" слоя FZ, главный ионосферный провал). Механизмы формирования слоя F2 и крупномасштабной неоднородности структуры. Ионосферные неоднородности. Классификация, радиофизические и геофизические аспекты проявления (замирания радиосигналов, явление F-рассеяния и т. п.). Основы теории генерации и движения неоднородностей. Динамический режим ионосферы и взаимодействие различных слоев (сводка экспериментальных данных). Внешняя ионосфера и экзосфера. Плазмосфера и ее роль в формировании ионосферы.
3. Процессы переноса в ионосферной плазме. Уравнения движения электронов и ионов. Взаимодействие с нейтралами. Проводимость ионосферной плазмы. Электродинамические дрейфы в ионосфере. Принципы динамотеории. Диффузия в ионосфере. Амбиполярное приближение. Роль диффузии в формировании основного максимума ионосферы.
4. Нерегулярные явления в ионосфере. Эффекты солнечных вспышек. Эффекты магнитных бурь. Ионосферные возмущения: классификация, морфология, механизмы. Особенности ионосферных процессов в высокоширотной ионосфере. Ионосферно - магнитосферное взаимодействие.
5. Высокоширотная ионосфера. Формирование высокоширотной ионосферы. Корпускулярная ионизация, механизмы образования регулярной ионосферы. Ионосферные неоднородности, механизмы формирования ионосферных неоднородностей. Структура высокоширотной ионосферы. Геофизическое районирование (субавроральный провал, главный ионосферный провал, ионосфера авроральной зоны, ионосфера полярной шапки).
2.3 Практические занятия – в лаборатории ОИСА
3. Организация контроля
3.1 Контрольные работы - не предусмотрены
Итоговый контроль – сдача кандидатского экзамена
4. Научно-технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ
Программные пакеты Microsoft Office, Open Office.
5. Материальное обеспечение дисциплины - конференц-зал для чтения лекций с использованием компьютерной системы, а также проекторы, принтеры, сканеры.
6. Литература
Основная литература
1. Плазменная гелиогеофизика (ред. , ). М.: Физматлит, 2008, т.1 и т.2.
2. Моханакумар К. Взаимодействие стратосферы и тропосферы. Издательство: Физматлит., 2011 г., 452 с.
3. Криволуцкий А. А., Репнев космических факторов на озоносферу Земли. М.: ГЕОС, 2009 г., 384 с.
4. Модель космоса. Научно-информационное издание. В 2 т. / Под ред. , . – Т. 1: Физические условия в космическом пространстве. – М.:2007 г., 872 с.
5. Тарасов нашей планеты. Издательство: Физматлит, 2012 г., 420 с.
6. Данилов в верхней атмосфере и ионосфере за последние десятилетия (обзор) ФГБУ "ИПГ", 2012. (ссылка на электронную библиотеку ИПГ).
7. Данилов параметров ионосферного слоя F2 и динамики термосферы. Труды Института прикладной геофизики имени академика . Выпуск 89. С. 99-120. (ссылка на электронную библиотеку ИПГ).
Дополнительная литература
1. Александров Э. Л., Израэль Ю. А., Кароль И. А., Хргиан щит Земли и его применение. Гидрометиздат, 1992.
2. Данилов А. Д., Казимировский Э. С., Вергасова Г. В., Хачикян эффекты в ионосфере. Л.: ГИМИЗ, 1987.
3. , Намгаладзе ионосферы. М.: Наука, 1988.
4. , , Сутырин мезосферы и нижней термосферы. М.: Наука, 1983.
6. Хргиан атмосферы. Л.: Гидрометиздат, 1970.
Журналы
Изв. РАН «Физика атмосферы и океана»»
«Метеорология и гидрология»
«Оптика атмосферы и океана»
«Радиофизика»
«Исследования Земли из космоса»
«Приборы и техника эксперимента»
«Метеоспектр»
«Стандарты и качество»
«Мир измерений»
Интернет-ресурсы
http://***** - научная электронная библиотека
http://www. lib. msu. su – Каталог Научной библиотеки МГУ
http://www. *****/r_resl. htm - Каталог Российской государственной библиотеки
и др. информация, размещенная в Интернете.
7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
По мере освоения лекционного курса предусмотрена самостоятельная работа аспирантов, что позволяет углубить и закрепить теоретические знания. В ходе изучения дисциплины используются доступные достижения научно-технического прогресса в данной области.
Для изучения и освоения программного материала по дисциплине должны быть использованы учебная, научная, справочная и другая литература, рекомендуемая настоящей программой.
