Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт мониторинга климатических и экологических систем

Сибирского отделения Российской академии наук

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИМКЭС СО РАН

______________

“___ ”______________20 г.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в аспирантуру

Направление подготовки:

05.06.01 Науки о Земле

Специальность:

25.00.30 Метеорология, климатология, агрометеорология

Отрасли науки:

географические науки

Томск

2014

Программа составлена на основании паспорта научной специальности 25.00.30 - Метеорология, климатология, агрометеорология, Программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.30 – Метеорология, климатология, агрометеорология, утвержденной Минобразования РФ приказом № 000 от 8 октября 2007 г.

Разработчик:

Ведущий научный сотрудник, _________________________

д. ф.-м. н., профессор

Научный сотрудник, к. г.н. _________________________

ПРОГРАММА

вступительного экзамена по специальности 25.00.30 –

Метеорология, климатология, агрометеорология

1.  Состав атмосферного воздуха и его изменение с высотой. Антропогенные изменения локального соотношения газовых и аэрозольных компонент.

2.  Уравнение статики. Барометрическая формула. Распределение температуры с высотой. Вертикальное расчленение атмосферы. Суточный и годовой ход.

3.  Атмосфера – как оптически мутная среда. Уравнение переноса излучения. Уравнение Шварцшильда. Приближение Эддингтона.

4.  Рассеяние и поглощение радиации в атмосфере. Теория Ми. Основные законы излучения.

5.  Солнечная постоянная. Распределение энергии в солнечном спектре. Прямая и рассеянная радиация. Прозрачность атмосферы. Земное излучение и излучение атмосферы. Радиационный баланс земной поверхности. Окно прозрачности 8-12 мкм. Парниковый эффект.

6.  Солярный климат верхней границы атмосферы (ВГА). Планетарное альбедо. Уходящее длинноволновое излучение. Радиационный баланс на ВГА.

7.  Тепловой баланс земной поверхности. Методы расчета турбулентных потоков явного и скрытого тепла в приземном слое атмосферы. Основы теории подобия Монина-Обухова.

8.  Испарение. Транспирация и фотосинтез. Методы измерений и расчетов испарения с естественных поверхностей. Распределение влажности с высотой в приземном слое и в свободной атмосфере. Суточный и годовой ход влажности воздуха.

9.  Конденсация и сублимация водяного пара в атмосфере. Микрофизическое строение облаков. Классификация облаков и туманов. Химический состав осадков. Кислотные дожди. Искусственное воздействие на облака и осадки.

10.  Осадки, географическое распределение, типы годового хода. Снежный покров: физические свойства, географическое распределение.

11.  Барическое поле и ветер. Линии тока и траектории частиц воздуха. Характеристики поля ветра: дивергенция, вихрь, циркуляция скорости. Геострофический ветер. Термический ветер.

12.  Уравнения гидротермодинамики для турбулентной среды. Классификация атмосферных движений. Уравнение баланса (переноса) атмосферных примесей.

13.  Планетарный пограничный слой. Распределение метеорологических элементов с высотой. Движения воздуха в пограничном слое.

14.  Уравнения гидротермодинамики для описания крупномасштабных движений свободной атмосферы.

15.  Волновые движения. Гравитационные волны. Волны Россби. Гидродинамическая неустойчивость зонального потока (баротропный и бароклинный случай).

16.  Уравнения гидротермодинамики для описания мезометеорологических процессов.

17.  Мезометеорологические системы циркуляции.

18.  Микроклимат.

19.  Постановка задачи численного прогноза погоды. Прогностические модели. Конечно-разностные и спектральные методы численного интегрирования моделей атмосферы. Ансамбль прогнозов.

20.  Система усвоения данных для целей численного краткосрочного и среднесрочного прогноза погоды.

21.  Параметризация физических процессов в моделях атмосферы: радиационный теплообмен.

22.  Параметризация физических процессов в моделях атмосферы: конвекция и крупномасштабная конденсация.

23.  Параметризация физических процессов в моделях атмосферы: подстилающая поверхность (деятельные слои суши и моря).

24.  Уравнение бюджета энергии климатической системы. Перенос энергии средними меридиональными движениями, нестационарными и стационарными волнами и вихрями.

25.  Бюджет углового момента в атмосфере. Перенос углового момента в атмосфере и океане. Неравномерность вращения Земли и мониторинг общей циркуляции атмосферы.

26.  Кинетическая и доступная потенциальная энергия общей циркуляции атмосферы. Цикл Лоренца.

27.  Воздушные массы: термодинамическая и географическая классификации, трансформация, особенности погоды.

28.  Поверхности раздела в атмосфере. Фронтогенез и фронтолиз. Высотные фронтальные зоны и струйные течения. Прогноз перемещения фронта.

29.  Внетропические циклоны и антициклоны. Возникновение, эволюция и прогноз перемещения.

30.  Воздушные массы, фронты, струйные течения. Внетропические муссоны.

31.  Атмосферная циркуляция в тропиках: муссоны, пассаты, внутритропическая зона конвергенции.

32.  Циклогенез в тропиках. Тропические ураганы.

33.  Технология краткосрочного прогноза погоды.

34.  Технология среднесрочного прогноза погоды.

35.  Технология долгосрочного прогноза погоды.

36.  Климат. Классификация климатов Алисова, Кеппена, Будыко, Берга.

37.  Моделирование климата. Иерархия климатических моделей: энергобалансовые модели, модели общей циркуляции атмосферы и океана, модели промежуточной сложности

38.  Изменения климатообразующих факторов в современную эпоху: СО2 и другие парниковые газы, SO2 , изменения солнечной постоянной.

39.  Проявления изменений климата в термическом режиме, режиме увлажнения, в поведении оледенения, изменениях уровня Мирового океана и др. Методология построения доказательств антропогенного воздействия на состояние глобального климата

40.  Основы теории колебаний климата в плейстоцене и голоцене. Астрономическая теория климата.

41.  Технология климатического прогноза. Прогноз состояния климатически обусловленных природных ресурсов и климатически зависимых отраслей экономики.

42.  Влияние агрометеорологических факторов на урожайность. Климат почвы и его влияние на сельскохозяйственные культуры. Агроклиматическое районирование России.

43.  Мелиорация климата приземного слоя воздуха и почвы и его влияние на сельскохозяйственные культуры.

44.  Методы прогноза различной заблаговременности урожайности зерновых культур.

45.  Глобальные циклы углерода, серы, азота.

46.  Аэрозоли. Источники и стоки. Распределение с высотой. Географическое распределение.

47.  Озон в тропосфере и стратосфере. Озоновые дыры.

48.  Радиоактивные и стабильные изотопы в окружающей среде. Использование их как трассеров и индикаторов.

49.  Диффузия атмосферных примесей в пограничном слое и свободной атмосфере. Трансграничный перенос.

Литература.

1.  Атмосферная электрооптика: учебное пособие для вузов.-Томск: Изд-во НТЛ, 2010.

2.  , Полтараус . М., МГУ. 1974.

Томск: Изд-во ИОА СО РАН. 2001.