Кафедра термогидромеханики океана МФТИ

преподаватель: Щука Сергей Александрович заместитель заведующего кафедрой, кандидат физико-математических наук, доцент

Цель курса

Формирование базовых знаний по методам и средствам океанографических измерений для использования в областях и дисциплинах естественнонаучного профиля, формирование исследовательских навыков и способности применять знания на практике.

Задачи курса

• дать студентам базовые знания в области прикладных исследований вод морей и океанов;
• научить студентов на примерах и задачах, самостоятельно анализировать полученные результаты.

Содержание курса, структурированное по темам (разделам)

1. Основные понятия и терминология. Основные измеряемые и определяемые параметры морской воды
   Основные понятия и термины, используемые при получении и обработке океанографической информации. Температура. Давление. Соленость. Плотность. Удельный объем. Уравнение состояния.
   
   
2. Измерения физических величин. Погрешности измерений
   Виды измерений. Погрешности измерений. Их классификация.
   
   
3. Первичные преобразователи и физические принципы, положенные в их основу
   Датчики температуры. Датчики гидростатического давления. Датчики электропроводности.
   
   
4. Океанографические комплексы
   CTD–зонды. Классификация зондов по их техническим и эксплуатационным качествам. Особенности зондов различных производителей. Автоматизированные пробоотборники. Системы и комплексы для измерений на ходу судна.
   
   
5. Обработка данных CTD-зондов
   Цель и задачи первичной обработки натурных данных. Оценка погрешностей измерения и коррекция натурных данных зонда высокого разрешения. Формирование массива данных с заданной дискретностью по глубине.

Основная литература

1. Архипкин В.С., Добролюбов С.А. Океанология: Физические свойства морской воды. – М.: МАКС Пресс, 2005. – 214 с.
2. Коровин В.П., Тимец В.М. Методы и средства гидрометеорологических измерений. – С-Пб.: Гидрометеоиздат, 2000. – 310 с.
3. Левашов Д.Е. Техника экспедиционных исследований: Инструментальные методы и технические средства оценки промыслово-значимых факторов среды. – М.: Изд-во ВНИРО, 2003. – 400 с.
4. Парамонов А.Н., Кушнир В.М., Забурдаев В.И. Современные методы и средства измерения гидрологических параметров океа- на. – Киев: Наукова думка. 1979. – 248 с.
5. Смирнов Г.В., Еремеев В.Н., Агеев М.Д. и др. Океанология: средства и методы океанологических исследований. – М.: Наука, 2005. – 795 с.
6. Ястребов В.С. Методы и технические средства океанологии. – Л.: Гидромете-оиздат, 1986. – 271 с.
7. Emery W.J., Thomson R.E. Data analysis methods in physical oceanography. – Pergamon, 1998. – 634 p.
8. The acquisition, calibration, and analysis of CTD data. – UNESCO Technical Papers in Marine Science, 1988, v. 54. – 94 p.

Учебно-методические материалы для самостоятельной работы

Дополнительная литература

1. Иванов А. Введение в океанографию. – М.: Мир, 1978. – 576 с.
2. Мамаев О.И. Термохалинный анализ вод Мирового океана. – Л.: Гидрометео-издат, 1987. – 296 с.
3. International Oceanographic Tables. Vol. 4. Properties of Sea Wa- ter Derived from the Equation of State. – UNESCO Technical Papers in Marine Science, 1987, v. 40. – 195 p.
4. Fofonoff N.P., Millard R.S. Algorithms for computation of funda- mental properties of sea water. – UNESCO Technical Papers in Marine Science, 1983, v. 44. – 53 p.
5. The International System of Units (SI) in oceanography. – UNESCO Technical Papers in marine Science, 1985, v. 45. – 124 p.
6. Монин А.С., Каменкович В.М., Корт В.Г. Изменчивость Мирового океана. – Л.:Гидрометеоиздат, 1974. – 262 с.
7. Парамонов А.Н., Калашников П.А. Требования к точности измерения первичных параметров в автоматизированных гидрологических системах// Мор. гидрофиз. исслед. 1980. №1. С. 152–157.
8. Виглеб Г. Датчики. – М.: Мир, 1989. – 196 с.
9. Коровин В.П. Зарубежные технические средства в океанологии. – СПб.: СПб ГУ, 1994. – 196 с.
10. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. – М.: Энергия, 1978. – 248 с.
11. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г., Гутников В.С. Цифровые приборы с частотными датчиками. – Л.: Энергоатомиздат, 1970. –248 с.
12. Воробьев В.П., Кузнецов Е.И., Обухова Л.В., Малевич Л.Г. Обрывные термозонды США. – В сб.: Исследование изменчивости гидрофизических полей в океане. М.: Наука, 1974. – С. 185–197.
13. Егоров В.И.  Подводные буксируемые системы. –  Л.: Судостроение, 1981. – 304 с.
14. Левашов Д.Е., Сапожников В.В. Современная технология проведения комплексных океанологических исследований в рыбохозяйственных целях // Океанология. 2000. Т. 40. №2. С. 298–303.
15. Лазарюк А.Ю. Об инерционности датчиков температуры и электропроводности СTD-зондов //  Океанология. 2008. №6. с. 936-939.
16. Федоров К.Н. Тонкая термохалинная структура вод океана. – Л.: Гидрометео-издат, 1976. – 184 с.
17. Lazaryuk A.Yu., Ponomarev V.I. Salinity spikes and gradient correction method// Pacific Oceanography. 2005. V. 3. N 1. P. 55–62.
18. Millard R., Toole J., Swartz M. A fast responding temperature measurement system for CTD application // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1980. V. 7. P. 413–427.
19. Лазарюк А.Ю., Пономарев В.И. Устранение динамических погрешностей  данных СТД измерения в океане// Вестник ДВО РАН. 2006. №4. C. 106–111.
20. Материалы океанологических исследований. Выпуск 1. Формы тонкой термохалинной структуры океана: Каталог. Москва, 1987. C. 29–35.
21. Giles A.B., McDougall T.J. Two methods for the reduction of salinity spiking of CTD’s // Deep-Sea Res. 1986. V. 33, N 9. P. 1253–1274.

Перечень ресурсов, необходимых для освоения дисциплины

1. http://lib.mipt.ru – электронная библиотека Физтеха
2. http://www.edu.ru – федеральный портал «Российское образование»
3. http://benran.ru – библиотека по естественным наукам Российской академии наук
4. http://www.seabird.com – сайт фирмы Seabird (программные средства регистрации и обработки данных, описания и руководства пользователя по океанографической аппаратуре фирмы)
5. http://www.idronaut.it – сайт фирмы Idronaut (программные средства регистрации и обработки данных, описания и руководства пользователя по океанографической аппаратуре фирмы)

Необходимое программное обеспечение

1. Seasave
2. SBEDataProcessing
3. Redas 5.0.