Московский государственный университет имени

Географический факультет

«Утверждено»

Академик РАН

«_____»_________ 2012__г.

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Наименование дисциплины: «Авиационная метеорология»

по направлению подготовки 021600.62 «Гидрометеорология» уровня высшего профессионального образования бакалавриат с присвоением степени «бакалавр»

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.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

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. , , Еникеева метеорология. Спб. Гидрометеоиздат, 1992.

2. Богаткин метеорология. Спб. Изд. РГГМУ, 2005.

3. , , 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 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. /, 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 намест 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 ____________________________

подпись

Разработчик:

, ведущий научный сотрудник, к. г.н., старший научный сотрудник, географический факультет МГУ имени

Эксперт:

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