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 - Метеорологическая радиолокация
Для аспирантов специальности –
25.00.29 "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
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 метеорологической радиолокации.
Задачи дисциплины: сформировать у аспирантов представление
- о радиофизических свойствах тропосферы;
- о радиолокационном обнаружении облаков и осадков с помощью метеорологических радиолокаторов (МРЛ);
- о влиянии метеорологических условий на точность радиолокационного определения координат объектов;
- о применении доплеровских РЛС для получения метеорологической информации;
- подготовить аспирантов к практическому применению полученных знаний при проведении конкретных исследований в области метеорологической радиолокации.
1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
- уметь применять вычислительную технику в метеорологической радиолокации, Использовать возможности современных компьютеров применительно к задачам автоматизации метеорологических радиолокационных исследований, использовать функции компьютеров в современных автоматизированных метеорологических радиолокационных комплексах, знать радиолокационные сети, разрабатывать программно-алгоритмическое обеспечение метеорологического радиолокационного мониторинга больших территорий;
- знать об исследованиях, относящихся к метеорологической радиолокации, а также о практическом значении проводимых исследований в обеспечении прогнозов явлений в атмосфере (погода и климат);
- владеть умением и навыками самостоятельной научно-исследовательской деятельности 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 | 90 |
Аудиторные часы | 30 |
Лекции | 20 |
Практические занятия | 10 |
Семинары | |
Самостоятельная работа | 60 |
Общая трудоемкость дисциплины | 2,5 зачетных единиц |
2.2 Лекционный курс
1. Радиофизические свойства тропосферы
Диэлектрическая проницаемость и коэффициент преломления воздуха. Рефракция радиоволн. Ослабление радиоволн гагами атмосферы. Ослабление радиоволн облаками и осадками.
2. Теория радиолокационного обнаружения облаков и осадков с помощью МРЛ
Уравнение радиолокации облаков и осадков. Эффективная площадь рассеяния сферическими водными и ледяными кристаллами. Эффективная рассеивающая площадь тающих ледяных частиц.
3. Определение интенсивности осадков радиолокационными методами
Определение интенсивности осадков по их радиолокационной отражаемости. Измерение средней мощности отраженных сигналов и определение интенсивности осадков.
Особенности и точность определения интенсивности осадков радиолокационным методом.
Возможности улучшения радиолокационного метода определения интенсивности осадков. Поляризационные исследования облаков и осадков. Поляризационные характеристики облаков и осадков. Связь поляризационных параметров принятого сигнала с микроструктурой отражающих элементов.
4. Флуктуации эхо-сигналов и применение доплеровских РЛС в метеорологических целях. Статистические характеристики метеорологических эхо-сигналов, их функции распределения. Функции корреляции и спектры сигналов. Их связь с характеристиками атмосферных образований. Флуктуация амплитуд эхо-сигналов атмосферных образований. Доплеровский сдвиг частоты. Применение доплеровских РЛС для получения метеорологической информации. Исследование воздушных потоков, волновых явлений и атмосферной турбулентности радиолокационными методами. Влияние флуктуаций эхо-сигналов на вероятность обнаружения облаков и осадков.
5. Влияние метеорологических условий на применение МРЛ.
Влияние поглощения и рассеяния радиоволн в тропосфере на дальность действия МРЛ.
Влияние метеорологических условий на точность радиолокационног8о определения координат объектов.
2.3 Практические занятия – на Автоматизированном радиолокационном комплексе АКСОПРИ "Москва".
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 «Toshiba, принтеры, сканеры.
6. Литература
Основная литература
1. , , Моргоев исследования дивергенции поля ветра в конвективных облаках. Известия АН СССР, ФАО, т. 19, № 6, 1983
2. Мельничук комплекс сбора, обработки и представления радиолокационной информации (АКСОПРИ). Радиометеорология. Труды VII Всесоюзного совещания Л., Гидрометеоиздат, 1989
3. Павлюков радиолокационное зондирование облачной атмосферы и осадков. Труды Всероссийской конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов». ИКИ РАН, Москва, 10-12 ноября 2003 г., с 84-85
Дополнительная литература
Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. Перевод с английского под редакцией , 1988
Журналы
Изв. вузов "Радиофизика"
"Радиофизика"
"Метеоспектр"
"Метеорология и гидрология"
"Зарубежная радиоэлектроника"
"Кантовая электроника"
"Приборы и техника эксперимента"
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.
