Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Российский государственный гидрометеорологический университет»
в г. Туапсе
|
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Среднесрочные прогнозы»
по направлению (специальности) 020602 «Метеорология»
Форма обучения очная Блок дисциплин СД ДС Ф8
Всего учебных занятий, (в академических часах) в том числе: аудиторных, из них: лекций лабораторных практических (семинарских) самостоятельных | 40 18 18 - - 22 | |||
Отчетность Зачет Курсовой проект (работа) Экзамен | 9 семестр - - | |||
Туапсе
2014г.
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО и учебного плана Филиала РГГМУ в г. Туапсе специальности (направления) 020602 «Метеорология»
на кафедре «Метеорологии и природопользования».
Составители рабочей программы
доцент, к. х.н. _________________
(должность, ученое звание, степень) (подпись) (Ф. И. О.)
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Метеорологии и природопользования»
Протокол заседания № ___от «__»___ 20_ г.
Заведующий кафедрой
«___»________20__г. _________________
(подпись) (Ф. И. О.)
Согласовано с научно-методической комиссией
Председатель научно-методической комиссии
«___»________20__г. _________________
(подпись) (Ф. И. О.)
1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Цель дисциплины «Среднесрочные прогнозы погоды» - подготовка специалистов-метеорологов, владеющих знаниями в объеме, необходимом для глубокого понимания погодообразующих атмосферных процессов и разработанных на этой основе современных методов краткосрочных прогнозов погоды.
Основными задачами дисциплины являются:
- изучение закономерностей развития атмосферных процессов синоптического масштаба и определяемых ими изменений погоды;
- изучение методов анализа исходных для среднесрочного прогноза погоды метеорологических данных;
- изучение современных методов среднесрочного прогноза погоды,
- приобретение практических навыков среднесрочного прогнозирования погоды.
Дисциплина изучается студентами, специализирующимися в области прогнозирования погоды.
1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе
Среднесрочные прогнозы погоды – дисциплина, изучающая процессы происходящие в атмосфере и методы среднесрочного прогноза погоды на значительных территориях. Дисциплина является одной из основных профилирующих дисциплин, формирующих специалиста-метеоролога с высшим образованием.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Изучение курса «Методы метеорологических прогнозов» базируется на знаниях полученных студентами при прохождении курсов: синоптическая метеорология, география, геофизика, климатология, физика атмосферы, физика океанов вод и суши, космическая метеорология, методы статистической обработки гидрометеорологической информации и др.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания, полученные при изучении курса «Среднесрочные прогнозы погоды» применяются при изучении курсов следующих дисциплин: динамическая метеорология, мезометеорология и наукастинг, долгосрочные прогнозы погоды, региональные синоптические процессы и прогнозы, геоинформационные системы.
2. Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
иметь представление:
– об особенностях прогнозирования погоды на средние сроки (10-15 дней), о различных подходах к прогнозированию погоды,
– о базовых гипотезах, понятиях и закономерностях выявления метеорологических полей, составляющих базу для прогностических методов, а также об основных этапах подготовки среднесрочных прогнозов на основе этих методов анализа предиктантов; знать:
– принципиальные основы построения современных статистических интерпретационных моделей прогноза погоды на средние сроки, физические основы формирования режима общей циркуляции атмосферы и характерные ее пространственные и временные особенности,
– основные связи между циркуляционными условиями и характером погоды, а также главные причины и механизмы возникновения циркуляционных и погодных аномалий;
уметь:
– выполнять схематизацию синоптических процессов, выделять периоды однородной циркуляции различного масштаба, рассчитывать определять типы атмосферной циркуляции;
– разрабатывать среднесрочные прогнозы погоды, основываясь на комплексном использовании результатов прогнозирования погодных характеристик синоптическими, физико-статистическими и гидродинамическими методами.
3. Распределение учебных занятий по семестрам и тематический план дисциплины
Таблица 1
Распределение видов и часов занятий по семестрам
Вид занятий | Количество часов в семестр | Всего | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
Лекции Лабораторные работы Практические (семинарские) занятия Самостоятельная работа, в т. ч. - курсовой проект (работа) - экзамен (сем.) - зачет (сем.) Итого | 18 22 40 | 18 22 40 |
Таблица 2
Тематический план изучения дисциплины
№ | Наименование разделов | Количество часов | Всего часов | |||
Аудиторных | Самост | |||||
Лекции | П\р | Л\р | ||||
1 | Теоретическая база среднесрочных прогнозов погоды. | 4 | - | - | 7 | 11 |
2 | Принципиальные основы построения современных статистических интерпретационных моделей погоды на средние сроки. | 6 | - | - | 7 | 13 |
3 | Особенности формирования базы данных и построения моделей прогноза на средние сроки. | 4 | - | - | 4 | 8 |
4 | Разработка автоматизированных технологий статистических интерпретационных среднесрочных прогнозов погоды. | 4 | - | - | 4 | 8 |
Итого часов | 18 | - | - | 22 | 40 |
4. Содержание дисциплины
4.1. Теоретический курс
Таблица 3
Теоретический курс
Раздел, тема учебной дисциплины, | Номер лекции | Количество часов | |
Лекции | СРС | ||
Раздел 1 Теоретическая база среднесрочных прогнозов погоды. | |||
Тема 1.1. Основные понятия и определения СПП. | 1 | 2 | 3 |
Тема 1.2. Роль начальных условий и внешних факторов в формировании кратковременных и длительных аномалий атмосферной циркуляции и погоды. | 2 | 2 | 4 |
Раздел 2. Принципиальные основы построения современных статистических интерпретационных моделей погоды на средние сроки | |||
Тема 2.1. Анализ и прогнозирование погодных условий на основе статистической интерпретации гидродинамических прогнозов фоновых метеорологических полей. 2.1.1.Атмосферная модель 2.1.2.Предиктант. 2.1.3.Предиктор. | 3 4 | 2 2 | 3 2 |
Тема 2.2. Исторического архив значений предикторов и предиктантов. 2.2.1.Основные варианты использования данных архива. | 5 | 2 | 2 |
Раздел 3. Особенности формирования базы данных и построения моделей прогноза погоды на средние сроки | |||
Тема 3.1. Общие правила формирования окончательного набора предикторов. 3.1.1.Физическое содержание статистического метода прогноза. 3.1.2. Область сглаживания и заблаговременность прогноза. 3.1.3.Состав основных предикторов при прогнозе приземной температуры воздуха | 6 7 | 2 2 | 2 2 |
Раздел 4. Разработка автоматизированных технологий статистических интерпретационных среднесрочных прогнозов погоды | |||
Тема 4.1. Основные этапы разработки прогностической модели. 4.1.1.Прогноз элементов погоды на основе прогностических полей. | 8 | 1 | 1 |
Тема 4.2.Функции блока формирования и ведения базы данных. 4.2.1.Преобразование оперативной информации. 4.2.2.Контроль информации. 4.2.3.Формирование обучающих выборок. | 8 | 1 | 1 |
Тема 4.3.Среднесрочные прогнозы погодных характеристик и доведение информации до потребителя. | 9 | 1 | 1 |
Тема 4.4.Оценка среднесрочных прогнозов погоды. | 9 | 1 | 1 |
Итого | 18 | 22 | |
4.2. Практические (семинарские) занятия учебным планом не предусмотрены.
4.3. Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены.
4.4. Курсовой проект (работа) учебным планом не предусмотрен.
4.5. Самостоятельная работа студентов
Программа самостоятельной работы студентов
Таблица 4
Номера | Виды СРС | Сроки выполнения | Формы контроля СРС | Объём, |
Раздел 1. Тема 1.1 | проработка учебного материала, подготовка к коллоквиуму по теме | 3 дня | Коллоквиум | 2 |
Тема 1.2 | проработка учебного материала, подготовка к тестированию по теме | 3 дня | Тест | 4 |
Раздел 2. Тема 2.1. | Изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города. Изучение информации по теме в сети интернет. Оформление краткого реферата в электронном виде. | 3 дня | реферат | 2 |
Тема 2.2 | Изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города. Изучение информации по теме в сети интернет. Оформление краткого реферата в электронном виде. | 3 дня | реферат | 2 |
Раздел 3 Тема 3.1. | Изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города. Изучение информации по теме в сети интернет. Оформление краткого реферата в электронном виде | 3 дня | реферат | 2 |
Раздел 4 Тема 4.1. | проработка учебного материала, подготовка к тестированию по теме | 3 дня | Тест | 2 |
Тема 4.2 | Конспектирование первоисточников и другой учебной литературы, подготовка к коллоквиуму | 3 дня | Коллоквиум | 4 |
Тема 4.3. | проработка учебного материала, подготовка к тестированию по теме | 3 дня | Тест | 2 |
Тема 4.4. | проработка учебного материала, подготовка к тестированию по теме | 3 дня | тест | 2 |
Итого | 22 |
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
5.1. Перечень рекомендуемой литературы
Основная литература:
1. Долгосрочное и среднесрочное прогнозирование погоды. – М.: Мир,1987.
2. Васильев температуры воздуха на 5 суток, детализированный по дням. – Метеорология и гидрология, 1985, № 1, с.5-14.
Дополнительная литература:
3. Васильев основных элементов погоды с использованием результатов интегрирования гидродинамических моделей атмосферы. Методы среднесрочных прогнозов погоды. Сборник трудов Международного симпозиума, Москва, 1989, с.85-113.
4. Коржиков -статистическая схема прогноза температуры воздуха на средние сроки в Арктике в осенний период. – Деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД 11.01.83.,№ 000 ГМ-183.
5.2. Методические рекомендации (материалы) преподавателю
По дисциплине «Среднесрочные прогнозы погоды» учебным планом предусмотрены следующие виды учебных занятий: лекции, лабораторные.
Лекции являются одним из основных методов обучения и должны решать следующие задачи:
· изложение важнейшего материала программы курса, освещающего основные моменты;
· формирование у студентов потребности к самостоятельной работе над учебной и научной литературой.
Методика чтения лекций зависит от этапа изучения предмета и уровня общей подготовки обучающихся, форма ее проведения - от характера темы и содержания материала.
Главной задачей каждой лекции является раскрытие сущности темы и анализ ее главных положений. Рекомендуется на первой лекции довести до внимания студентов структуру курса и его разделы, а в дальнейшем указывать начало каждого раздела, суть и его задачи, а, закончив изложение, подводить итог по этому разделу, чтобы связать его со следующим.
Содержание лекций определяется рабочей программой курса. Каждая лекция должна охватывать и исчерпывать определенную тему курса и представлять собой логически законченную работу.
Перед началом очередного занятия преподаватель должен удостовериться в готовности студентов к выполнению лабораторной работы путем короткого собеседования и проверки наличия у студентов заготовленных протоколов проведения работы.
5.3. Методические рекомендации студентам
При изучении дисциплины «Среднесрочные прогнозы погоды» студент может использовать материалы, находящиеся в электронной библиотеке филиала (папка «Среднесрочные прогнозы погоды»), в студенческой библиотеке филиала, а также в городской библиотеке. Кроме того, в сети интернет можно найти соответствующую информацию по многим темам курса.
Значительная часть программного материала учебных дисциплин изучается студентами самостоятельно. Самостоятельная работа преследует две цели:
· научить студентов работать самостоятельно, что необходимо для развития у будущих специалистов навыков творческого мышления;
· научить студентов получать знания путем самообразования, например, в виде индивидуальной работы под руководством преподавателя.
Ниже предлагаются некоторые формы организации самообразования.
1. Изучение разделов или тем дисциплины по учебникам или учебным пособиям. Результаты этой работы проверяются на коллоквиумах, по выполненным рефератам, индивидуальным заданиям и т. д.
2. Усвоение части лекции по раздаточному материалу, что позволяет преподавателю уделить больше внимания изложению основного материала. Результаты данной работы проверяются на соответствующих этапах рейтинг-контроля.
3. Работы с автоматизированными обучающими и контролирующими системами как в рамках лекционных занятий, так и в рамках подготовки к лабораторным работам или практическим занятиям.
4. Работа над разделами или темами дисциплины по специальной или научной литературе. Ее результаты проверяются на соответствующих этапах рейтинг-контроля.
6. Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля
В соответствие с положением филиала РГГМУ в г. Туапсе «О модульной системе обучения», утвержденной ученым советом филиала 3 июля 2007 г., протокол № 15.
Основные принципы формирования рейтинговой оценки:
1. Максимальная сумма рейтинговых баллов, полученных студентом по результатам любого вида контроля и в целом по всей учебной дисциплине в семестре, составляет 100 баллов.
2. Пересчет оценки в баллах по любому виду контроля в академическую оценку осуществляется по единой методике на основе специально разработанной интервальной шкалы перевода.
3. Итоговая академическая оценка студента по дисциплине за семестр определяется общей рейтинговой оценкой. Общая рейтинговая оценка студента по учебной дисциплине за семестр складывается из накопительного рейтинга, который формируется в процессе учебной деятельности студента в семестре, и экзаменационного рейтинга (экзаменационная оценка в баллах).
В свою очередь формирование накопительного рейтинга также осуществляется по двум составляющим: текущий рейтинг (активность аудиторной и ритмичность самостоятельной работы), промежуточный рейтинг (объем и качество усвоения учебного материала модуля, оценка работы над заданиями творческой компоненты).
4. По результатам успешной и ритмичной учебной деятельности в течении семестра студентам может быть выставлена оценка по дисциплине без сдачи экзамена (оценка – «автомат»).
5. Формирование рейтинга студента по любой дисциплине осуществляется по единой для всего вуза методике.
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ
Среднесрочные прогнозы погоды
ПОКАЗАТЕЛИ | КОЛ-ВО ЧАСОВ | КОЛ-ВО ТЕСТОВ, К/Р | БАЛЛЫ | ИТОГО |
Входной рейтинг | 1 | 7 | 7 | |
Посещение в т. ч. лекции практические занятия | 18 | 1 | 18 | |
Тесты по модулям | 7 | 10 | 70 | |
Итоговый тест | 1 | 5 | 5 | |
ИТОГО | 100 |
РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ
ПОКАЗАТЕЛИ | 60-72% «УДОВЛЕТВ.» | 73-85% «ХОРОШО» | 86-100% «ОТЛИЧНО» |
Входной рейтинг | 4,2 | 5,1 | 6,0 |
Посещение | 10,8 | 13,1 | 15,5 |
Тесты по модулям | 42,0 | 51,1 | 60,2 |
Итоговый тест | 3,0 | 3,7 | 4,3 |
Итого минимальное количество баллов | 60 | 73 | 86 |
Формы контроля практических (семинарских) занятий и лабораторных занятий представлены в таблицах 4, 5 разделов 4.2, 4.3. рабочей программы соответственно. Формы контроля усвоения разделов и тем рабочей программы, выделенных для самостоятельного изучения представлены в таблице 6 раздела 4.5.
Итоговой формой контроля по дисциплине «Среднесрочные прогнозы погоды» является зачет. При проведении зачета студенту выставляется итоговая оценка "зачтено" или "не зачтено". В качестве основы такой оценки, как правило, используются результаты текущего контроля по дисциплине (результаты выполнения контрольных работ, контрольных заданий, тестов по разделам, результативность работы на практических и семинарских занятиях).
Вопросы к зачету
по дисциплине «Среднесрочные прогнозы погоды»
1.Понятие прогноза общего назначения и его период действия.
2.Способы представления метеорологической информации в виде, удобном для синоптического анализа и краткосрочного прогноза погоды.
3.Критерии качества прогнозов погоды и штормовых предупреждений.
4.Порядок составления прогнозов погоды.
5.Атмосферная модель и ее критерии успешности.
6.Поля метеорологических величин.
7.Понятие фонового гидродинамического прогноза.
8.Основные принципы составления прогнозов на средние сроки.
9.Предиктант.
10.Предиктор.
11.Исторический архив значений предиктанта.
12. Концепция «идеального прогноза» (Perfect Prognos Methods – PP), ее преимущества и недостатки.
13. Концепция « выходных статистик гидродинамических моделей» (Model Output. Statistics - MOS) основные принципы построения.
14.Преимущества и недостатки MOS концепции.
15.Сезонная классификация данных архива.
16.Определение состава предикторов.
17.Роль фактора аналогичности при составлении среднесрочных прогнозов.
18.Задачи статистического анализа метеорологических величин.
19.Критерии определения объема выборки.
20.Составляющие расчета климатических характеристик.
21.Понятие выборки из генеральной совокупности.
22.Период наблюдений и его влияние на выборочную оценку.
23.Климатическая норма.
24.Определение свойств выборки.
25.Законы распределения метеорологической величины.
26.Нормальный закон распределения.
27.Точность и достоверность оценки выборки.
28.Анализ статистических характеристик, понятие тренда.
29.Процентили.
30.Основные этапы разработки статистического способа прогноза погоды на средние сроки.
31.Выбор предикторов.
32.Отбор информативных предикторов.
33.Статистическая оценка прогнозов.
34.Количественные прогнозы.
35.Альтернативные прогнозы.
