1.2. Вимоги до зань і умінь студентів

У процесі вивчення дисципліни “Метеорологія і кліматологія” студенти повинні оволодіти основами знань про:

- будову і загальні особливості атмосфери Землі, основні фізичні процеси, що у ній протікають;

- фізичні процеси і географічні фактори, що формують клімат Землі як у цілому, так і в конкретних ландшафтних природних умовах;

- зв’язки між характером атмосферних явищ та природних процесів, що протікають на поверхні землі;

- методи дослідження атмосфери, моніторингу процесів і явищ у повітряній оболонці планети;

- причини формування погодних умов і прогнозування погоди;

- причини утворення і розвитку парникового ефекту, озонових дір і інших явищ;

- тісні зв’язки між атмосферними, гідрологічними, екзогенними геологічними і біологічними процесами.

На завершення оволодіння дисципліною студенти другого курсу повинні також вміти:

- застосовувати при оцінці міграцій забруднень дані про розвиток атмосферних процесів і явищ;

• проводити обробку й аналіз кліматологічних спостережень;

• проводити оцінку кліматичних ресурсів і пов’язувати їх з іншими ресурсами екосистеми Землі.

Дисципліна „МЕТЕОРОЛОГІЯ І КЛІМАТОЛОГІЯ” читається для студентів ЛДТУ (спеціальність 6.070800 «Екологія та охорона навколишнього середовища») на третьому курсі у 5 семестрі (денна форма навчання та заочна форма навчання). Курс входить до циклу нормативних професійно-орієнтованих дисциплін.

Обсяг даної дисципліни складає:

1. Денна форма навчання: лекції - 36 год, практичні заняття – 18 год, лабораторні роботи – 18 год, самостійна робота студентів – 36 год.

2. Заочна форма навчання: лекцій – 8 год, практичні заняття – 4 год, лабораторні роботи – 2 год, самостійна робота студентів – 94 год.

У МЕТОДИЧНИХ ВКАЗІВКАХ даються деякі узагальнені положення щодо вивчення теоретичного матеріалу даного курсу, а також запитання та завдання для підготовки до екзамену.

1.3. Тематика курсу "метеорологія і кліматологія"

Тема 1. Предмет, структура, завдання і методи сучасної науки про атмосферу.

Місце кліматології та метеорології у системі сучасних природничих наук. Структура науки про атмосферу, основні розділи, їх прикладне та загальнотеоретичне значення. Предмет і об’єкт вивчення метеорології і кліматології. Завдання, мета, методи досліджень у системі наук про атмосферу.

Тема 2. Історія розвитку знань про атмосферу.Формування сучасної метеорологічної науки.

Основні етапи розвитку знань людини про атмосферу Землі. Явища, процеси, закономірності, що досліджувалися окремими авторами. Історія розвитку метеорологічної науки в Україні. Внесок вітчизняних дослідників у становлення науки про атмосферу. Сучасні напрямки досліджень окремих галузей метеорології та кліматології.

Тема 3. Гідрометеорологічна служба України.

Основні етапи становлення гідрометеорологічної служби України. Структура служби на сучасному етапі. Основні завдання, мета і напрямки діяльності окремих підрозділів. Роль метеорологічних станцій у системі екомоніторингу.

Тема 4. Атмосфера - повітряна оболонка Землі. Її будова, склад, значення.

Хімічний склад та фізичні характеристики атмосферного повітря. Вертикальна будова атмосфери Землі, принципи виділення окремих шарів та їх характеристика. Аналіз географічних змін окремих властивостей атмосфери, їх значення для практики екологічних досліджень.

Тема 5. Основні фактори формування клімату і погоди.

Основні кліматоутворюючі фактори, їх роль та значення. Сонячна радіація як основа енергетичних процесів у атмосфері Землі. Основні складові потоку сонячної радіації, їх характеристика та методи визначення. Атмосферна циркуляція та підстилаючи поверхня як фактори трансформації радіаційного потоку. Радіаційний баланс, його складові, взаємозв’язки між ними.

Тема 6. Тепловий режим атмосфери, його зміни та значення для біосфери Землі.

Температура повітря і основні фактори, що впливають на її зміни. Вертикальна і горизонтальна температурна стратифікація атмосфери. Тепловий баланс, причини його зміни, рівняння теплового балансу. Добовий і річний хід температури повітря, його географічні зміни. Адіабатичні процеси в атмосфері. Температурні інверсії, їх екологічне значення. Методи передбачення температури повітря. Температурні максимуми і мінімуми. Заморозки, агроекологічні методи боротьби з ними.

Тема 7. Вода в атмосфері.

Вологоадіабатичні процеси в атмосфері Землі. Умови конденсації водяної пари. Класифікація продуктів конденсації водяної пари. Основні характеристики вологості повітря.Гідрометеори. Тумани. Хмари. Умови утворення, класифікація, методи передбачення. Екологічна роль кругообігу вологи в довкіллі та участь атмосферної вологи у ньому.

Тема 8. Баричний режим атмосфери.

Атмосферний тиск. Баричні процеси в атмосфері. Поняття геопотенціалу. Карти баричної топографії та їх роль у прогнозі атмосферних процесів. Загальні принципи та особливості розподілу атмосферного тиску на земній кулі.

Тема 9. Атмосферна циркуляція та її значення у кліматичних процесах.

Атмосферна циркуляція та фактори, що на неї впливають. Загальна циркуляція атмосфери Землі, історія її дослідження, основні складові. Системи місцевих вітрів, їх основні типи та умови утворення. Геострофічний і градієнтний вітер. Струмінні течії, їх синоптичне значення.

Тема 10. Циклони, антициклони, фронтальні системи.

Основні баричні системи, умови їх утворення та особливості атмосферної циркуляції в них.Циклони і антициклони. Будова, особливості розподілу повітряних течій. Погодні умови в системах циклонів та антициклонів. Фронтальні системи, їх типи та особливості будови. Теплі, холодні фронти, фронти оклюзії.

Тема 11. Основи кліматології. Класифікація кліматів Землі.

Кліматологія та методи її досліджень. Основні завдання, проблематика, зв’язок з іншими дисциплінами. Історичні етапи становлення кліматології. Найвідоміші класифікації кліматів Землі. Генетико-циркуляційна класифікація кліматів Б.Алісова, її особливості, роль та значення. Характеристика основних кліматичних поясів та зон.

Тема 12. Клімат України.

Основні кліматичні особливості території України. Історія досліджень. Районування, географічні особливості зміни. Характеристика окремих поясів, областей, зон та провінцій. Закономірності зміни основних метеорологічних величин та характеристик по сезонах в окремих природних зонах України.

Тема 13. Кліматичні особливості території Волині.

Клімат Волині: географічне районування, області, провінції. Характеристика основних закономірностей сезонних змін метеорологічних величин і характеристик на території області. Вплив кліматичних умов на формування і особливості господарчого комплексу Волині, їх взаємозв’язок з рядом загальноекологічних проблем регіону.

Тема 14. Основи агрометеорології, взаємозв’язок агрометеорологічних та екологічних досліджень.

Агрометеорологія, предмет її досліджень, методи та завдання. Роль та значення агрометеорологічної науки в Україні. Мікрометеорологічні дослідження, їх вплив на формування бази агроекологічного моніторингу в Україні. Статистичні методи в агрометеорологічних дослідженнях.

Тема 15. Екологічні проблеми атмосфери та шляхи їх розв’язання.

Глобальні екологічні проблеми, їх сутність та першопричини. Забруднення атмосфери, глобальні кліматичні процеси, пов’язані з антропогенним фактором. Можливості впливу людини на клімат і погоду, направлений і ненаправлений вплив, його наслідки. Використання даних щодо основних метеорологічних закономірностей при розв’язанні екологічних завдань.

2. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ КУРСУ

2.1. ПОВІТРЯ ТА АТМОСФЕРА

Атмосфера (від грец. "атмос" - пара і "сфера" - оболонка) - це газоподібна оболонка Землі, що бере участь у її добовому та річному обертанні. Вона є об'єктом вивчення метеорології. На дні цього атмосферного океану в основному і проходить наше життя.

Повітря, на відміну від води, стискається. Тому з висотою щільність його зменшується, і атмосфера поступово, без різкого переходу, зникає.

Половина всієї маси атмосфери зосереджена в нижніх 5 км, три чверті - в нижніх 10 км, дев'ять десятих - в нижніх 20 км.

Але присутність повітря - чим вище, тим більш розрідженого - реєструється на дуже великих відстанях від Землі.

Полярні сяйва вказують на наявність атмосфери на висотах до 1000 км і більше.

Польоти супутників на висотах у декілька тисяч кілометрів також відбуваються в атмосфері, хоча й дуже розрідженій. Із спостережень за допомогою ракет можна зробити висновок, що атмосфера простягається, при поступовому зменшенні щільності, до середньої відстані більш як 20 000 км (від 18 000 км над полюсами до 42 000 км над екватором).

Атмосфера, як і Земля, характеризується сплюснутістю біля полюсів та збільшеною потужністю біля екватора, що пов'язано з обертальним рухом Землі навколо своєї осі та дією відцентрових сил.