Рабочая программа учебной дисциплины агрометеорология

4.2. Содержание дисциплины

Агрометеорология – предмет, цель и задачи дисциплины. Связь с биологическими и сельскохозяйственными науками. Опора на общебиологические законы. Методы исследований. Система Гидрометслужбы РФ и основные направления ее деятельности.

Строение атмосферы. Газовый состав приземного слоя воздуха и почвы. Современные изменения в газовом составе. Проблемы «озоновых дыр» и парникового эффекта. Загрязнения атмосферы. Природные и антропогенные источники. Аэрозоли. Предельно-допустимые концентрации (ПДК). Влияние метеорологических условий на распространение загрязнений. Влияние загрязнений на биосферу, в т.ч. на сельскохозяйственное производство. Контроль загрязнений атмосферы. Система мер борьбы с загрязнением атмосферы.
Тема 2. Радиационный режим в атмосфере.

Виды потоков солнечной радиации. Солнечная постоянная. Пути ослабления солнечной радиации в атмосфере. Спектральный состав и его биологическое значение. От­раженная радиация. Альбедо поверхности. Излучение земли и атмо­сферы. Уравнение радиационного баланса.

Поглощение солнечной радиации в посевах. Фотосинтетически активная радиация (ФАР). Коэффициент ис­пользования ФАР. Фотосинтетический потенциал растений. Пути повышения КПИ ФАР. Создание оптимальных условий для увеличения фотосинтетической деятельности с/х растений и пути более полного использования солнечной радиа­ции в сельском хозяйстве.
Тема 3. Тепловые процессы в атмосфере.

Уравнение теплового баланса почвы. Типы теплообмена. Теплофизические свойства почвы. Суточный и годовой ход температу­ры почвы. Законы Фурье. Зависимость температуры почвы от рельефа, рас­тительности, снежного покрова и обработки почвы.

Теплообмен в атмосфере. Изменение температуры воздуха с вы­сотой. Характеристики температурного режима: средние, экстремумы, амплитуда температур. Методы измерения температуры почвы и воз­духа.

Особенности теплового баланса теплокровных животных.

Методы оценки теплообеспеченности сельскохозяйственных культур. Оптимальные и критические температуры. Суммы активных и эффективных температур. Нормативные показатели потребности в тепле сельскохозяйственных культур. Агроклиматические условия формирования продуктивности пастбищной растительности.

Раздел 2. «Атмосферная и почвенная влага. Циркуляция атмосферы. Неблагоприятные (опасные) агрометеорологические явления».
Тема 4. Атмосферная и почвенная влага.

Характеристики влажности воздуха. Суточный и годовой ход. Значение влажности воздуха для сельского хозяйства. Испарение с поверхности воды, почвы, растений. Испаряемость. Методы регулирования испарения в сельском хозяйстве.

Конденсация водяного пара. Продукты конденсации. Облака и их классификация. Осадки. Месячный и годовой ход. Значение для сельского хо­зяйства. Методы измерения влажности воздуха, испарения и осадков.

Снежный покров и его с/х значение. Влияние снега на перезимовку зимующих культур и животных. Методы измерения. Снежные мелиорации.

Почвенная влага. Методы ее определения. Агрогидрологические константы. Продуктивная влага. Водный баланс поля. Регулирование водного режима почвы на сельскохозяйственных полях и пастбищах.
Тема 5. Атмосферная циркуляция.

Давление атмосферы. Ветер. Роза ветров. Общая циркуляция атмосферы. Воздушные массы, их перемеще­ния и трансформация. Фронты (теплый, холодный, окклюзии). Замкнутые барические системы – циклоны и антициклоны. Особенности погоды в различных барических системах.

Ветер и кинематика воздушных течений. Глобальные воздушные течения. Пассаты. Муссоны. Местные ветры. Прогноз погоды и виды прогнозов. Синоптическая карта. Использование прогнозов погоды в практической деятельности работников сельского хозяйства.
Тема 6. Неблагоприятные (опасные) агрометеорологические явления.

Засухи и суховеи, их влияние на растения, причины возникно­вения. Нормативные агрометеорологические показатели засух и сухо­веев. Пыльные бури. Современные средства борьбы с засушливыми явлениями.

Заморозки. Типы заморозков и условия их возникновения. Влияние местных условий на интенсивность заморозков. Методы про­гноза и защиты сельскохозяйственных культур от заморозков. Норма­тивные показатели критических температур повреждения основных сельскохо­зяйственных культур заморозками.

Неблагоприятные агрометеорологические условия перезимовки сельскохозяйственных культур: вымерзание, выпревание, выпирание, ледяная корка. Меры борьбы.

Неблагоприятные и опасные гидрометеорологические явления по сезонам года для животноводства (овцеводства, скотоводства, оленеводства).

Раздел 3. «Основы агроклиматологии. Агроклиматическое обеспечение сельскохозяйственного производства».
Тема 7. Климат. Климатическая система.

Современное представление о климате. Климатическая система и условия ее формирования. Климатообразующие факторы. Климаты Земли. Классификация климатов по Л.С. Бергу.

Дифференциация климата: микроклимат, климат почвы и фитоклимат и др. Климат города, леса, гор и др. Рациональное использование факторов климата на основе дифференцированной его оценки. Мелиорация микроклимата.

Применения микроклиматической информации в решении практических типовых и системных задач в сельском хозяйстве. Использования микроклимата в конструировании адаптивных агроэкосистем.

Современные изменения и коле­бания климата Земли. Глобальное потепление – анализ, причины и прогнозы на будущее. Естественные и антропогенные факторы изменения климата. Природа парникового эффекта. Парниковые газы и аэрозоли. Киотский протокол. Влияние изменений климата на состояние природной среды и природопользование.

Определение степени влияния изменений климата на устойчивость агроэкосистем и биоресурсы. Разработка мер адаптивного характера в растениеводстве и животноводстве.

Тема 9. Агроклиматическое обеспечение сельскохозяйственного производства.

Сельскохозяйственная оценка климата. Агроклиматические по­казатели. Оценка ресурсов солнечной радиации, термических ресур­сов вегетационного периода, условий увлажнения, перезимовки сель­скохозяйственных культур, проведения полевых работ. Агроклиматическое районирование. Агроклиматические ресурсы РФ.

Научные основы методов агрометеорологических прогнозов и их значение для сельского хозяйства. Виды агрометеорологических прогнозов. Агрометеорологические наблюдения.

4.3. Лабораторные занятия

5. Образовательные технологии

Таблица 3

Активные и интерактивные формы проведения занятий

№ п/п	Активные и интерактивные формы	№ и название лекции	№ и название практического занятия
1	Лекция-беседа	Тема 1.Агрометеорология – предмет, цель и задачи дисциплины. Общие сведения о воздушной оболочке Земли.	-
2	Деловая игра	-	Работа № 9. Измерение давления воздуха (оценка синоптической ситуации).
3	Практическое занятие с индивидуальным заданием	-	Работа № 10. Измерение скорости и направления ветра. Роза ветров.
4	Разбор конкретной ситуации	-	Работа № 13. Прогноз заморозков
5	Лекция-беседа	Тема 7. Климат. Климатическая система Климат урбанизированной среды	-
6	Лекция-беседа	Тема 8. Современные изменения климата. (Естественные и антропогенные факторы изменения климата).	-
7	Лекция-беседа	Тема 8. Современные изменения климата (Глобальное потепление – анализ, причины и прогнозы на будущее).	-
8	Практическое занятие с индивидуальным заданием	-	Работа № 14. Расчет запасов продуктивной влаги в почве к началу вегетационного периода.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

6.1. Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины

Таблица 4

Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины

№ п/п	№ раздела и темы	Перечень рассматриваемых вопросов для самостоятельного изучения	Кол-во часов
1	Раздел 1		4
2	Тема 1	Строение и свойства атмосферы Земли. Состав атмосферы Земли и других планет. Современные изменения в газовом составе. Проблемы «озоновых дыр» и парникового эффекта. Загрязнения атмосферы.	2
3	Тема 2	Строение Солнца. Лучистая энергия. Спектральный состав и его биологическое значение.	1
4	Подготовка к контрольной работе 1		1
5	Раздел 2		7
6	Тема 4	Круговорот воды в природе. Конденсация и сублимация водяного пара. Ядра конденсации. Продукты конденсации. Процессы образования облаков и туманов. Грозовые разряды, молния и механизмы её развития.	2
7	Тема 5	Глобальные воздушные течения. Пассаты. Муссоны. Местные ветры.	2
8	Тема 6	Неблагоприятные гидрометеорологические условия зимнего периода года.	1
9	Подготовка к контрольной работе 2		2
10	Раздел 3		4
11	Тема 7 Тема 8	Современное представление о климате. Климаты Земли. Современные изменения и коле­бания климата Земли. Естественные и антропогенные факторы изменения климата. Природа парникового эффекта. Парниковые газы и аэрозоли. Киотский протокол. Влияние изменений климата на состояние природной среды и природопользование.	2
12	Подготовка к контрольной работе 3		2
Всего			15
Реферат «Агроклиматическая характеристика района»			10
Подготовка к зачету			9
Итого			34

6.2. Контрольные работы/ лабораторные работы/ рефераты

Примеры типичных работ, заданий и основные вопросы, связанные с их выполнением:

Работа 1

Измерение солнечной радиации

(пиранометр)

Задание:

1. Провести измерения рассеянной и суммарной радиации пиранометром.

2. Рассчитать прямую радиацию.
Исходные данные

Место нуля гальванометра			Рассеянная радиация (с экраном)			Суммарная радиация (без экрана)
N0′	N0″	N0′+ N0″ 2	N1	N2	N3	N4	N5	N6

Вычисление

Рассеянная радиация ( D )		Суммарная радиация ( Q )
N1+N2 + N3 3		N4+N5 + N6 3
 N		 N
Сумма		Сумма
Переводной множитель (К)		Переводной множитель (К)

Радиация, Вт/м²

Рассеянная (D)
Суммарная (Q)
Прямая (S')

Задача: отсчет по гальванометру при работе с экраном равен 10 делений, без экрана - 35 делений, переводной множитель К= 10 Вт/м². Определить приход прямой радиации на горизонтальную поверхность (S').
Задача: прямая радиация, измеренная актинометром S=200 Вт/м², рассеянная радиация D=100 Вт/м², высота солнца над горизонтом h=30°. Найти суммарную радиацию(Q).

Вопросы:

1. Каков принцип действия термоэлектрического пиранометра?

2. 
   Как записывается уравнение радиационного баланса днем в ясную и пасмурную погоду, ночью?
   
3. 
   Какова роль солнечной радиации как незаменимого фактора среды обитания?
   

Примеры контрольных вопросов для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
Контрольные вопросы 1раздела

1. 
   Из каких основных газов состоит атмосферный и почвенный воздух? Современные изменения в составе атмосферного воздуха.
   
2. 
   Что называют Солнечной постоянной? Какие изменения претерпевает солнечная радиация, проходя через атмосферу Земли?
   
3. 
   Какие виды солнечной радиации представлены в атмосфере?
   
4. 
   …
   

Контрольные вопросы 2 раздела

1. 
   Как изменяется распределение и количество осадков по географическим зонам?
   
2. 
   Приборы для измерения осадков. Каково устройство и принцип работы осадкомера Третьякова?
   
3. 
   Каковы существуют особенности распределения и накопления снежного покрова на сельскохозяйственных полях?
   
4. 
   …
   

Контрольные вопросы 3 раздела

1. 
   Какова роль антропогенных факторов в современном изменении и колебании климата?
   
2. 
   Что такое «парниковый эффект» и чем он вызван? Киотский протокол.
   
3. 
   Каковы прогнозы изменения климата в XXI веке?
   
4. 
   …
   

Реферат
Тема: «Агроклиматическая характеристика района».

Задание:

1. Составить в форме реферата агроклиматическую характеристику выбранного района любой области, используя Климатический справочник и примерный план (выполняется индивидуально).

2. В работе отразить 3 раздела: I  краткую физико-географическую ха­рактеристику района; II  климатическую характеристику; III  агроклиматическую характеристику.
Примерный план подготовки реферата
Раздел 1. Используют физико-географические сведения по выбранному району, отметив его расположение в области, характер рельефа, преобладающие почвы, растительность и другие особенности.
Раздел II. Для характеристики климата района анализируют текстовую часть Климатического справочника и основные климатические данные, помещенные в таблицах метеорологических бюллетеней и рабочей тетради. Климатические данные выбирают по одной метеорологической станции, расположенной в районе.

Выделяют по датам перехода температуры через 0° теплый и холодный сезоны года (начало, конец, продолжительность). По каждому сезону составляют раздельно описание климата, охарактери­зовав термические условия и условия увлажнения.

Характеристика климата района по термическим условиям. Для теплого сезона отмечают тем­пературу самого теплого месяца, среднюю и обеспеченную в 80% лет сумму ак­тивных температур воздуха. Характеризуют заморозки: приводят средние даты окончания весенних и наступления осенних заморозков, самые ранние и самые поздние, продолжительность беззаморозкового периода.

Для холодного периода приводят среднюю температуру самого холодного ме­сяца, абсолютный минимум и средний из абсолютных минимумов температуры воздуха. Дают характеристику суровости зимы по среднему из абсолютных мини­мумов температуры: умеренно мягкая (-20... -25°)_; умеренно холодная (-25... -30°), холодная (-30... -35°), очень холодная (-35... -40°), суровая (-40... -45°).

Характеристика климата района по условиям увлажнения. Приводят сумму осадков за теплый сезон, отметив месяцы с максимальным количеством осадков в год; рассчитывают процент осадков за теплый период от годовой суммы. Отмечают наиболее су­хие и влажные месяцы теплого сезона, сравнив данные по влажности воздуха.

Для холодного периода года отмечают даты образования устойчивого снежно­го покрова, его схода и число дней с устойчивым снежным покровом, а также за­пасы воды, накопившиеся в снеге. Определяют среднюю высоту снежного покрова в самый холодный месяц зимы и максимальную высоту снега за зиму.

Общую климатическую оценку условий увлажнения за период активной веге­тации дают по гидротермическому коэффициенту (ГТК), вычислив его по данным метеостанции района.

Характеристика зоны по увлажнению: 1,6 - 1,3 − влажная, 1,3 - 1,0 − слабозасуш­ливая, 1,0 - 0,7 − засушливая, 0,7 - 0,4 − очень сухая.

Вычерчивают сопряженный график годового хода температуры воздуха и осадков для наглядной иллюстрации климата района.

Раздел III. Для оценки климатических и агроклиматических условий жизни растений и домашних животных используют материалы справочника, метеорологических бюллетеней, методических указаний.

Теплообеспеченность и влагообеспеченность территории. Проводят оценку ресурсов тепла и влаги конкретной территории при­менительно к ряду сельскохозяйственных культур и домашних животных (см. методические указания() м ььтур ультур и их со). Рассчитывают тепло- и влагообеспеченность. Делают вывод о целесообразности их размещения и распространения в данном районе.

Условия перезимовки. Показывают вероятность вымерзания растений и и неблагоприятных условий перезимовки домашних животных, связав это явление с залеганием снежного покрова и термическим режимом.

В заключение дают общую оценку климатических и агроклиматических условий выбранного района и пишут отчет.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

7.1. Основная литература

1. 
   Журина Л.Л., Лосев А.П., Агрометеорология. С-Пб.: ООО«Квадро», 2012.
   
2. 
   Сенников В.А., Ларин Л.Г., Белолюбцев А.И., Коровина Л.Н. Практикум по агрометеорологии. М.: «КолосС», 2006.
   

7.2. Дополнительная литература

1. 
   Агроклиматические ресурсы // Справочники по областям и республи­кам. Л.: Гидрометеоиздат, 1971-1978.
   
2. 
   Грингоф И.Г., Бабушкин О.Л. Климат, погода и пастбищное животноводство. Обнинск: ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2010. - 352 с.
   
3. 
   Грингоф И.Г., Клещенко А.Д. Основы сельскохозяйственной метеорологии. Том 1. Обнинск: ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2011. - 808 с.
   
4. 
   Карлин Л.Н., Ванкевич Р.Е., Тумановская С.М. и др. Гидрометеорологические риски. С-Пб.: Изд-во РГГМУ, 2008. - 281 с.
   
5. 
   Полевой А.Н.Сельскохозяйственная метеорология. СПБ.: Гидроме­теоиздат, 1992.- 235 с.
   
6. 
   Исаев А.А. Экологическая климатология. М.: Научный мир, 2001. - 458 с.
   
7. 
   Семенченко Б.О. Физическая метеорология. М.: Аспект-Пресс, 2004.-415 с.
   
8. 
   Трифонов К.И., Девисилов В.А. Физико-химические процессы в техносфере. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. – 240 с.
   

7.3. Методические указания, рекомендации и другие материалы к занятиям

1. 
   Агрометеорология. Методические указания к лабораторно-практическим занятиям. М.: изд. МСХА, 2006. - 72 с.
   
2. 
   Агрометеорология. Рабочая тетрадь. Изд. МСХА, 2007. - 28 с.
   

7.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

При изучении практического курса дисциплины «Агрометеорология» необходимо руководствоваться «Наставлениями гидрометеорологическим станциям и постам» (Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2000).

Рекомендуются следующие программные продукты: БД MS Access, Delphi, Java Script. При изучении отдельных вопросов метеорологического и агрометеорологического обеспечения могут применяться: Inter Base Server 5.6, Cristal Reports 8.5 Developer и др.

В рамках учебного курса студенты используют базы данных многолетних метеорологических наблюдений станций и постов. Возможен оперативный обмен инфор­мацией с отечественными и зарубежными вузами, предприятиями и организациями: Одесским государственным экологическим университетом (ОГЭКУ), http://www.ogmi.farlep.odessa.ua/.; Всероссийским научно-исследовательским институтом сельскохозяйственной метеорологии (ВНИИСХМ), http://cxm.obninsk.org/; Российским национальным комитетом содействия Программе ООН по окружающей среде (НП «ЮНЕПКОМ»), http://www.unepcom.ru/ и др.

Климатическая и агрометеорологическая информация доступна на интернет-сайтах: http://www.meteoinfo.ru/, http://www.gismeteо.ru/, http://www.webmeteo.ru/. Для этого могут быть использованы информационные, справочные и поисковые системы: Rambler, Google, Яndex и др.

8. Критерии оценки знаний, умений, навыков и заявленных компетенций

Диапазон итоговой оценки:

БРС	Итоговая оценка
0-59	незачет
60-100	зачет

Балльная структура оценки и шкала оценок:

Посещение занятий –27 баллов, в т.ч.:

всех лекций – 18 баллов (9 лек х 2 балла),

всех ЛПЗ – 18 баллов (9 ЛПЗ х 2 балла).

Активная работа на лабораторных (практических) занятиях – 18баллов (9 ЛПЗ х 2 балла)

Внутрисеместровые аттестации:

контрольные работы – всего 36 баллов, в т.ч.:

контрольная работа №1. – 10 баллов;

контрольная работа №2 – 10 баллов;

контрольная работа №3 + тесты – 16 баллов.

Реферат – 10 баллов.

Максимальная сумма баллов: S max = 36 + 18 + 36 + 10 = 100 баллов.

Виды текущего контроля: контрольные работы, защита лабораторных работ, реферат.

Виды итогового контроля по дисциплине: зачет.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для реализации бакалаврской программы подготовки по дисциплине «Агрометеорология» перечень матери­ально-технического обеспечения включает:

1. 
   Специализированную лабораторию и учебную метеорологическую площадку, с набором основных метеорологических приборов (альбедометры, термометры, психрометры, гигрометры, осадкомеры, барометры, анемометры и др.);
   
2. 
   Компьютерные классы с мультимедийным оборудованием для демонстрации учебных фото и видеоматериалов о погоде, физических процессах атмосферы и их влияния на организмы;
   
3. 
   Учебно-опытные по­ля и парки для выполнения программы учебной практики, проведения микроклиматических наблюдений и оценки фитоклиматических различий на конкретной территории;
   
4. 
   Стационарный метеорологиче­ский пункт (обсерватория имени В.А. Михельсона).
   

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Реализация компетентностного подхода в изучении дисциплины «Агрометеорология» предусматривает ис­пользование в учебном процессе различных форм проведения занятий:

1. 
   Лекций в интерактивной форме и практических занятий, с индивидуальными заданиями.
   
2. 
   Компьютерных моделей по оценке современных ресурсов климата и их возможного использования для целей сельскохозяйственного производства;
   
3. 
   Деловых игр с моделированием и имитацией текущих и ожидаемых различных погодных факторов;
   
4. 
   Разбор конкретных производственных ситуаций, связанных с наличием неблагоприятных метеорологических условий для растениеводства и животноводства и планированием мер защиты от них.
   

Они проводятся в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирова­ния и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебного курса должны быть предусмотрены встречи с представителями Гидрометслужбы, посещение метеорологических станций, обсерваторий, постов и знакомство с их программой наблюдений, мастер-классы экспертов, спе­циалистов-метеорологов и агрометеорологов профильных институтов.

Контроль освоения дисциплины «Агрометеорология» осуществляется с использованием балльно-рейтинговой системы, включающей входной (в начале изучения дисциплины), текущий (на занятиях), рубежный (по разделам/модулям) и выходной контроль (зачёт) знаний, умений и навыков студентов.

Формы контроля: устный опрос, тестовый контроль, подготовка реферата, индивидуальное собеседование, выполнение домашнего задания.

Учитываются все виды вашей учебной деятельности, оцениваемые определенным количеством баллов. В итоговую сумму баллов входят результаты всех контролируемых видов вашей деятельности – посещение занятий, выполнение заданий, прохождение тестового контроля, активность на семинарских, практических занятиях и т.п.

Обучаемый обязан отчитаться по всем учебным разделам дисциплины и с учётом выходного контроля набрать не менее 60% баллов от максимального их количества по данной дисциплине.

Все виды учебных работ должны быть выполнены точно в сроки, предусмотренные программой обучения.

Текущая аттестация проводится на каждом аудиторном занятии. Формы и методы текущего контроля: устное выборочное собеседование, проверка и оценка выполнения практических заданий и др.

При изучении каждого раздела дисциплины проводится рубежный контроль знаний с целью проверки и коррекции хода освоения теоретического материала и практических умений и навыков. Рубежный контроль знаний проводится по графику в часы практических занятий по основному расписанию.

Раздел считается сданным, если студент получил не менее 60% баллов от максимально возможного количества, которое он мог бы получить за этот раздел.

В конце семестра на основании поэтапного контроля обучения суммируются баллы текущих, рубежных и творческого рейтингов, подсчитываются дополнительные баллы (посещаемость и активность на занятия) и принимается решение о допуске обучаемого к выходному контролю или освобождении от его сдачи.

Если по результатам текущих, рубежных и творческого рейтингов студент набрал в сумме менее 40% баллов от максимального рейтинга дисциплины, то до выходного контроля он не допускается и считается задолжником по этой дисциплине.

Если же сумма баллов составляет более 80% от максимального рейтинга дисциплины, то по усмотрению преподавателя студенту может быть проставлен зачёт без сдачи выходного контроля. В этом случае к набранному рейтингу добавляются поощрительные баллы. Если студент не набрал на протяжении семестра необходимое количество баллов, он сдаёт зачёт по расписанию зачётной сессии.

Программу разработал

Д.с.х.н., проф. А.И. Белолюбцев _______________________

(подпись)

жүктеу/скачать 336.98 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: