МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Новокузнецкий институт (филиал)

Факультет информационных технологий

Кафедра экологии и естествознания

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФИТ Каледин В.О.

«14» марта 2013 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

учебной дисциплины ГСЭ.В.02 Экологическая климатология Для специальности 020804.65 Геоэкология Специализация 013602 Региональное геоэкологическое проектирование Для очной формы обучения Составитель/разработчик программы: Цибульский А.Е., ст. преподаватель Марченко В.А., доцент Ермак Н.Б., Новокузнецк Сведения о разработке и утверждении рабочей программы дисциплины Рабочая программа дисциплины ГСЭ.В.02 «Экологическая климатология»

вузовского компонента цикла ГСЭ составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения для специализации (020804) «Геоэкология».

Авторы: Цибульский А.Е., ст. преподаватель кафедры Эи Е Марченко В.А., доцент кафедры ЭиЕ, канд. биол. наук Н.Б. Ермак Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры экологии и естествознания «25» декабря 2012 г. Протокол №_ Заведующий кафедрой _ В.В. Сенкус Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета информационных технологий «15» января 2013 г. Протокол № Председатель методической комиссии _Н.Б. Ермак_ _ Пояснительная записка Дисциплина ГСЭ.В.02 «Экологическая климатология» входит в вузовский компонент раздела гуманитарных и социально-экономических дисциплин ГОС ВПО специальности 020804 «Геоэкология» и предназначена для реализации следующих требования ГОС к выпускнику:

«знать процессы формирования климата, классификацию климатов, тенденции изменения климата в глобальном и региональном аспектах, в том числе основные закономерности радиационного и теплового режима атмосферы Земли».

Актуальность курса заключается в том, что он формирует у студентов более глубокие знания климатологии и понимание механизмов влияния климата на природноэкологические, социальные и техногенные процессы.

Место курса в структуре ООП специальности. Изучение курса дисциплины «Экологическая климатология» проходит в IV семестре и основывается на знаниях, умениях и навыках, полученных при изучении дисциплин «География» (I, II семестр), «Геохимия окружающей среды» (III семестр). Освоенное студентами содержание дисциплины может быть применено при освоении дисциплины «Учение об атмосфере», изучаемой в V семестре.

Цель курса: дать целостное представление об экологических особенностях атмосферы.

Задачи курса:

изучение различных видов и систем климата;

изучение структуры и методов изучения климата с учетом особенностей различных видов хозяйственного освоения территории;

научить студентов выполнять практические работы по анализу климатических условий территории.

Структура учебного курса. По учебному плану предусмотрено 75 часов аудиторной работы. Из них 36 часов – аудиторные занятия (16 часов – лекции, 16 часов - практические занятия). Для самостоятельного изучения студентами содержания дисциплины отводится 43 часа. В эту работу входит самостоятельное изучение отдельных тем дисциплины при подготовке к семинарским занятиям и контрольно-обобщающему тестированию по разделам, выполнение самостоятельных индивидуальных заданий.

Особенности изучения учебной дисциплины. В лекционной части курса рассматриваются научные основы и история климатологии, развитие климата Земли и влияние его на эволюцию биосферы и человека, роль климата в хозяйственной деятельности, значение для социально-экологических и экономических показателей жизни общества, глобальные проблемы нарушения климата и подходы к его сохранению.

Практическая часть курса состоит из двух семинарских и шести практических занятий. На семинарских занятиях студенты закрепляют и дополняют теоретический материал курса.

На практических занятиях – осваивают методы характеристики погодного режима и климатической комфортности территории.

Формы организации учебного процесса. Освоение курса дисциплины осуществляется через такие формы образовательного процесса как лекции, практические и семинарские занятия, самостоятельная работа студента. Ключевые теоретические вопросы рассматриваются на лекционных занятиях. На практических занятиях рассматриваются вопросы, закрепляющие и дополняющие материал теоретического курса, осваиваются методы оценки экологической функции климата в жизни и хозяйственной деятельности человека.

Виды контроля знаний студентов. Итоговым контролем по курсу данной дисциплины является зачет. Текущий контроль в течении семестра осуществляется курса согласно графика СРС в виде защиты семинаров, контроля выполнения практических работ, защиты индивидуальных заданий. Промежуточный контроль по дисциплине проводится трижды за семестр в тестовой форме.

1 Учебно-тематический план рабочей программы дисциплины Таблица 1 – Распределение учебной нагрузки по разделам курса жизни человека Таблица 2 – Учебно-тематическое планирование дисциплины Основы экологической климатологии.

Семинар 1. Климат и сферы Земли.

Анализ показателей погодного режима Характеристика погодного режима территории 2. Экологическая роль климата в жизни человека (42 часа) 2.1 Климат в хозяйственной деятельности человека. 2.3 Климатическое районирование территории. санитарно-курортных территорий.

среды. Ландшафтное зонирование территории города.

комфортности территории России.

3. Изменение климата и правовые основы его охраны (14 часов) Глобальные модели имения климата Нормативно-правовая регламентация в климатологии.

Семинар 2. Климат и модель устойчивого развития общества Климатологические аспекты экологической экспертизы 2. Содержание дисциплины 2.1 Содержание частей, разделов и тем курса в последовательности, строго соответствующей структуре тематического плана.

Природно-климатические факторы окружающей среды. Из истории климатологии.

Общие понятия о климате и климатообразующих факторах. Солнечная радиация.

Температура воздуха и промерзание почвогрунтов. Влажность воздуха и осадки.

Погодный режим территории. Факторы и элементы погодного режима.

Климат, как экологический фактор окружающей среды. Экологические факторы.

Атмосфера как среда обитания. Законы оптимума и ограничивающего фактора.

Жизнеобеспечивающая роль света, температуры и влажности. Природные ритмы, светопереодизм. Приспособление организмов к климатическим сезонам.

Эволюция климата, биосферы и человека. Изменение климата в геологическом времени развития Земли. Эпохи глобального похолодания и потепления климата в истории планеты. Метеорологические факторы теплообмена. Влияние изменений климата на смену видов флоры и фауны. Понятие об эволюционной адаптации. Расовоморфологические признаки. Адаптивные типы климата. Расселение человечества.

Климат и сферы Земли. Влияние показателей атмосферы, гидросферы и литосферы на показатели климата и формирование погодных режимов территории.

Экологическая роль климата в жизни человека (42 часа) Сфера взаимодействия общества с природой. Геосферы и географическая среда.

Биосфера и ноосфера. Градосфера. Городская среда и инженерная экология.

Характеристика климатических ресурсов. Агроклиматические ресурсы.

Гелиоэнергоресурсы. Ветроэнергетические ресурсы. Влияние погодно-климатических условий на работоспособность человека. Климатические факторы развития общественного призводства.

Метеорологические воздействия на жилище. Погодные режимы эксплуатации жилищ.

Макроклиматическая типизация жилищ. Строительно-климатические условия жилищ.

Городская климатология. Особенности климата крупных городов. Ландшафтное зонирование территории города. Погодные условия и биоклиматические критерии степени комфортности городской среды. Инсоляция жилой застройки. Аэрация городских площадей.

Климат как рекреационный ресурс. Режимы погоды для туризма, спорта и отдыха.

Пространственно-временные закономерности классов погоды. Эколого-климатические оценки купального сезона на водоемах. Нормирование терморегуляционных нагрузок.

Краткая характеристика особенностей курортных климатов.

Понятие метеотропности. Метеопатические реакции и состояния. Метеопатические признаки. Сезонность климатопатических эффектов. Понятие акклиматизации. Примеры акклиматизации в условиях экстремальных климатов.

Метеотропные эффекты. Давление воздуха, кислород. Ветер. Влажность воздуха.

Облачность и осадки. Температура воздуха. Солнечная радиация. Особенности воздействия ультрафиолетовой радиации. Стратосферный и приземный озон.

Атмосферное электричество. Геомагнитные поля, магнитосферные бури. Солнечная активность.

Метеопатопусковые признаки погоды. Индексы патогенности погоды.

Метеопатические факторы погоды. Медико-метеорологическое прогнозирование.

Профилактика метеотропных реакций и заболеваний.

Биоклиматические индексы. Индексы эффективных температур. Индексы холодового стресса. Индексы суровости и континентальности климата. Метод теплового баланса. Оценка тепловой нагрузки. Оценка теплоизоляции одежды.

Акклиматизация в современных климатах. Оценка климатической комфортности.

Понятие об экстремальности среды. Акклиматизация в экстремально холодных климатах.

Акклиматизация в жарких и умеренных широтах. Акклиматизация в условиях высокогорий. Акклиматизация в морских климатах.

Климатическое районирование территорий. Общие и комплексные показатели для зонирования территорий. Физико-географическое районирование территории. Дорожноклиматическое районирование. Климатическое районирование для строительства.

Районирование по световому климату. Климатическое районирование рекреационных территорий.

Изменение климата и правовые основы его охраны (14 часов) Радиоактивное загрязнение. Загрязнения от аварий АЭС и испытаний оружия.

Метеорологические аспекты радиоактивных загрязнений. Продукты распада радона.

Физико-химические и биологические следствия радиоактивных загрязнений. Защита от радиоактивного излучения.

Парниковый эффект. Природа парникового эффекта. Факторы углеродного цикла.

Свидетельства текущего потепления. Прогнозные оценки климата. Глобальные экологические и социальные последствия. Пути решения проблемы потепления климата и загрязнения окружающей среды.

Смог. Виды смога. Влияние погодного режима и антропогенного загрязнения атмосферы на развитие смога.

Нарушение гидрологического режима и коэффициента поглощения подстилающей поверхности как фактор трансформации климата. Развитие опустынивания.

Заболачивание территорий. Искусственное регулирование режима выпадения осадков.

Климат и модель устойчивого развития общества. Анализ климата как фактора благосостояния страны. Сравнительный анализ уровня «энергетического комфорта».

Соотношение производственных издержек промышленных стран с учетом климата.

Климат и проблема инвестиций в России.

Климатологические аспекты экологической экспертизы. Объекты экспертизы.

Участники и их обязанности. Состав материалов. Климатические характеристики.

Нормативная документация.

2.2 Содержание практических и семинарских занятий (темы и планы семинарских (практических, лабораторных) занятий, примерные задания).

Практикум по дисциплине «Экологическая климатология» состоит из восьми занятий, из которых 2 семинара. Практические работы выполняются согласно методическому сопровождению. Освоение материала оценивается по работе на занятии и выполнению работы в тетради. Уровень подготовки к семинару оценивается во время работы на занятии. Для допуска к зачету каждый студент должен освоить и выполнить задание практикума. Материалы практических занятий и семинаров также входят в состав контрольно-обобщающих тестов по разделу дисциплины.

сферы Земли.

погодного режима.

3. Эколого-климатические Характеристика особенностей курортных климатов; оценки зон отдыха санитарно-курортных территорий.

4. Оценка климатической Оценка ветровой нагрузки, влажности, амплитуды комфортности Ландшафтное ландшафтного зонирования города по критериям среды.

территории гелиотермической оси, розы ветров.

зонирование города.

5. Прогнозирование Расчет индексов патогенности погоды. Метеопатическая метеотропных реакций.

6. Биоклиматические индексы Расчет индексов эффективных температур, холодового климатической стресса, суровости и континентальности климата.

и оценка комфортности России.

модель устойчивого развития 1. Роль климата в социально-экономическом общества.

3. Влияние климатических аномалий на социальноэкономическое положение государства.

8. Климатологические аспекты Анализ климатических условий при реализации экологической экспертизы.

3. Учебно-методические обеспечение по дисциплине 3.1 Основная и дополнительная учебная литература Основная литература:

1. Цыбульский А.Е. Экологическая функция климата и ее влияние на природу и общество [Текст] \ А.Е. Цыбульский, Н.Б.Ермак - Новокузнецк: НФИ КемГУ, 2008. – 166 с.

Дополнительная литература:

1. Будыко М.И. Изменения климата [Текст] \ М.И. Будыко..- Ленинград:

Гидрометеоиздат, 1974. - 279 с.

2. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем [Текст] \ М.И. Будыко.- Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980.- 350 с.

4. Голицин Г.С. Климат на протяжении 4 млрд. лет [Текст]\ Г.С. Голицин \\ Вестник РАН.

– 1997 - № 2. – С. 105-109.

5. Голубчиков С.С. Глобальное изменение климата [Текст]\ С.С. Голубчиков \\ Энергия – 2004. – № 8. – С. 52-57.

6. Зубаков В.А. Климат в истории биосферы [Текст]\ В.А. Зубаков \\ Вестник РАН. – 2001.

- № 2. – С. 130-138.

7. Исаев А.А. Экологическая климатология [Текст]: Учебник для вузов / А.А. Исаев, – М.:

Научный мир, 2003. – 472 с.

8. Цибульский А.Е. Природно-климатические факторы в экологии. [Текст]: учебное пособие \ А.Е. Цыбульский; под ред. Д-ра техн. Наук, проф. В.В. Сенкуса. - Новокузнецк, НФИ КемГУ, 2006. – 146 с.

1.... Электронный журнал «Метеорология, климатология и экология атмосферы»

http://kmk.esrae.ru [дата обращения 03.03.13] 2.... Сайт Всемирной метеорологической организации http://www.wmo.int/pages/index_ru.html [дата обращения 03.03.13] 3.2 Средства обучения Основными средствами обучения на уровне предмета являются:

.... рекомендованные учебно-методические материалы;

.... методические указания студентам к выполнению практических работ;

.... Климатическая карта мира, России, регионов России, карта экологической комфортности территории России, карта районных коэффициентов;

4. Формы текущего, промежуточного и рубежного контроля 4.1 Формы и порядок проведения контроля. Критерии оценки знаний студентов.

По окончании курса «Экологическая климатология» студент должен:

знать определение климата и погоды и различия, лежащие в основе этих понятий;

влияние на формирование климата атомо-, лито-, гидро и биосферы; развитие климата в истории Земли; влияние климата на живые организмы и человека; влияние климата на общество; влияние климата на хозяйственную деятельность человека; механизмы развития климатических аномалий; принципы хозяйственно-правового регулирования воздействия на климат.

уметь выявлять причины климатических аномалий в регионе; составлять карту метеопатических реакций человека; выделять основные метеопатопусковые признаки погоды; составлять тепловой баланс жилища; составлять климатическую характеристику и районирование города.

иметь навык характеристики погодного режима территории и анализа климатических факторов при экологической экспертизе проектов.

Изучение материала программы рассчитано на один семестр (IV семестр) и заканчивается зачетом.

В течение семестра осуществляется текущий контроль в виде проверки выполнения практических работ, защиты семинаров и проведения контрольно-обобщающего тестирования по трем разделам курса.

Выставление оценок по промежуточной аттестации осуществляется в зависимости от уровня выполнения работ текущего контроля в соответствии с графиком самостоятельной работы студентов. Промежуточная аттестация по дисциплине проводится по трехбалльной системе.

Знания, умения и навыки студентов итоговом контроле оцениваются на «зачтено» незачтено».

Если студент к началу сессии выполнил все задания самостоятельной работы и набрал не менее 70% ответов при контрольно-обобщающем тестировании, он имеет право получения зачета автоматом.

Зачет проводится в форме собеседования по вопросам зачета. Во время зачета студент получает для подготовки один вопрос из списка. На подготовку к ответу студенту выделяется не более 15 минут. Зачет по дисциплине выставляется, если студент твердо знает программный материал, грамотно и по существу излагает его, не допускает существенных неточностей в ответе на вопрос, может правильно применять теоретические положения и владеет необходимыми умениями и навыками при выполнении практических заданий.

4.2 График самостоятельной работы студента Формы аудиторных учебных занятий (час.) Виды самостоятельной учебной работы (час.) 4.3 Вопросы и задания для индивидуальной и самостоятельной работы.

Выполнение самостоятельной работы по дисциплине проводится по трем направлениям (задания на СРС см. в таблице 2):

подготовка по вопросам семинарских занятий;

подготовка к промежуточному контрольному тестированию, выполнение индивидуальных заданий по темам: 1) Характеристика погодного режима территории, 2) Оценка климатического комфорта микрорайона города.

Характеристика проводится по плану работы, разбираемому на практических занятиях. Объекты для индивидуальной работы выбирается по согласованию с преподавателем.

Выполнение самостоятельных работ формируется исходя из следующих требований:

- к началу аттестации студент обязан выполнить те задания самостоятельные работы, которые предусмотрены в уже пройденных темах по дисциплине.

- к началу зачетной недели каждый студент обязан выполнить все самостоятельные работы, предусмотренные программой курса.

Порядок защиты индивидуальных заданий студентов:

выполненные индивидуальные задания сдаются преподавателю дисциплины письменно за 3 недели до окончания установленного срок графиком СРС;

защита индивидуальных заданий проходит во время консультации.

4.4 Примерный перечень вопросов к зачету.

Раздел 1 Климат как экологический фактор 1. Общие понятия о климате и климатообразующих факторах.

2. Солнечная радиация 3. Температура воздуха и промерзание почвогрунтов 4. Влажность воздуха и осадки 5. Метеорологические факторы теплообмена.

6. Понятие и показатели погодного режима.

7. История климатологии.

8. Влияние особенностей атмосферы и гидросферы на климат.

9. Влияние гидросферы на формирование климата.

10. Роль литосферы и биосферы в формировании климата и погодных режимов.

11. Климат, как экологический фактор окружающей среды: природные ритмы, светопереодизм и др.

12. Развитие климата Земли.

13. Влияние климата на формирование ландшафтов планеты.

14. Расселение человечества. Расы и адаптивные географические типы человека.

Раздел 2 Экологическая роль климата в жизни человека 15. Климат и социально-экономическая среда человека.

16. Климатические ресурсы в природопользовании.

17. Метеорологические воздействия на жилище и погодные режимы в строительстве и эксплуатации жилищ.

18. Нормативные оценки микроклимата жилищ.

19. Строительно-климатические условия жилищ 20. Ландшафтное зонирование территории города.

21. Погодные условия и биоклиматические критерии степени комфортности городской среды: инсоляция жилой застройки, аэрация городских площадей, режим 22. Режимы погоды для туризма, спорта и отдыха, характеристика особенностей курортных климатов.

23. Пространственно-временные закономерности классов погоды.

24. Метеопатические реакции, состояния, признаки. Сезонность климатопатических 25. Понятие акклиматизации. Акклиматизация в условиях экстремальных климатов 26. Метеотропные факторы и метеопатопусковые признаки погоды.

27. Индексы патогенности погоды.

28. Метеопатические факторы погоды и медико-метеорологическое прогнозирование.

29. Профилактика метеотропных реакций и заболеваний 30. Методы оценки экологической комфортности территории: индексы эффективных температур, индексы суровости и континентальности климата, метод теплового 31. Климатической комфортности и понятие об экстремальности среды.

32. Акклиматизация в экстремально холодных климатах.

33. Акклиматизация в жарких и умеренных широтах.

34. Акклиматизация в условиях высокогорий.

35. Акклиматизация в морских климатах.

36. Общие и комплексные показатели для зонирования территорий. Виды и критерии районирования (рекреационное, строительное, режу освещения и т.д.).

Раздел 3 Изменение климата и правовые основы его охраны 37. Анализ климата как фактора благосостояния страны.

38. Влияние климата на производственные издержки.

39. Влияние климатических аномалий на социально-экономическое положение государства.

40. Климат и проблема инвестиций в экономику России.

41. Метеорологические аспекты радиоактивных загрязнений.

42. Парниковый эффект. Пути решения проблемы потепления климата.

43. Влияние погодного режима и антропогенного загрязнения атмосферы на развитие смога. Виды смога.

44. Механизмы регулирования климата на государственном и международном уровне.

45. Климатологические аспекты экологической экспертизы 4.5 Примерный перечень вариантов контрольных работ Примерные тестовые задания по курсу дисциплины:

Контрольная работа 1. Атмосферный слой, содержащий частицы a) 10 % легких газов с большими скоростями движения называется:

2. Формированию четвертичной атмосферы способствовал такой процесс как _ в) в антициклонах в теплое время года;

_ 3. К внешним климатообразующим процессам a) взаимодействие атмосферы с океаном; a) 2 %;

в) изменение газового состава атмосферы; в) 11 %;

4. Величина планетарного альбедо Земли:

Контрольная работа 1. Установите соответствие между степенью реакции человека на погодные условия и его самочувствием.

2. Направление в медицине, основанное на a) увеличивается;

реакциях организма человека на фазу суточного б) уменьшается;

ритма – _ в) не изменяется.

3. Укажите, какие электрические частицы в 6. Вставьте недостающие данные в предложение.

воздухе благоприятно влияют на здоровье Эффективной территорией считается территория в) положительные ионы.

4. Установите соответствие между видом газа и его влиянием на биосферу.

Контрольная работа 1. Смесь пыли, тумана и химичеческих веществ составляет:

температуры в период с 1870 по 1940 гг. связано в основном с:

a) усилением солнечной активности; д) повышение температуры, снижение скорости б) антропогенной деятельностью; ветра, снижение кислотности.

в) вулканизмом;

г) изменением эклиптики.

Коэффициент глобального потепления отражает:

a) эквивалентное действие количества выбрасываемого парникового газа оксиду углерода;

б) кумулятивное действие всех парниковых газов;

в) период усреднения действия того или иного парникового газа.

4. Функцию экспертизы изменений климата под влиянием человека в 1988 г. осуществляла организация:

a) ВМО;

б) ЮНЕСКО;

в) Гринпис;

г) Римский клуб.

5. Киотский протокол регулирует выбросы парниковых газов:

а) CO2, SO2, CH4, гидрофторуглероды;

б) СО2, CH4, N2O, бефинилы;

в) CO2, NH3, HF, гексафторид серы;

г) СO2, CH4, N2O, перфторуглероды.

6. В условиях урбанизации происходят следующие изменения абиотических факторов:

4.6 Контрольно-измерительные материалы (перечень используемых контролирующих компьютерных программ, тестов и т.д.).

Контрольно-измерительными материалами по дисциплине, применяемыми при текущем, промежуточном и итоговом контроле являются:

задания для подготовки к семинарским занятиям;

задания для самостоятельной работы по темам;

база тестовых материалов по разделам курса.

5. Методические рекомендации (материалы) для преподавателя Курс «Экологическая климатология» позволяет сформировать не только представление о глобальных климатических процессах и их нарушениях, но и влиянии климатических факторов на состояние биосферы, здоровья человека и планирование хозяйственной деятельности.

В силу этого, важной частью организации практических занятий и формировании заданий самостоятельной работы является использование региональных данных: показаний городской Гидрометеообсерватории, карты городской планировки, климатической карты региона и т.д.

Необходимо учесть, что оценка климатической комфортности городских кварталов и жилья требует соответствующего оборудования (термометры, барометры, гигрометры, анемометры), поэтому необходимо предусмотреть наличие этих приборов для выполнения практических и самостоятельных работ студентов.