Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Примерная тематика вопросов и тем контрольных работ:
.
Тема 1.
1. Проанализировать предпосылки развития теории ландшафта с точки зрения соответствия основным принципам естественно-научной теории
2. Составить иерархический перечень основных характерных времен процессов в геосистемах
3. Выявить основные движущие силы геосистемных структурообразующих процессов
4. Сравнить математический аппарат обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений математической физики в частных производных с точки зрения теории геосистем
Тема 2.
1. Составить перечень известных (гео)физических постулатов теории геосистем
2. Проанализировать иерархию системы твердых тел образующих почвенный покров
3. Описать переменные и функции состояния физической системы
4. Выписать в полном виде билинейное уравнение Онзагера и проанализировать его с точки зрения классификации геосистем
Тема 3.
1. Выписать уравнения градиента силовых полей и дивергенции вектора и дать определение их физического и математического смысла
2. Привести и обосновать примеры глобальных и локальных морфометрических величин, описывающих силовые геофизические поля
3. Дать описание физического смысла и доказать теоремы о двух механизмах аккумуляции вещества
4. Проанализировать значение цифровой модели рельефа для расчета параметров описания силовых геофизических полей
Тема 4.
1. Изучить алгоритм выделения однородной территории по параметрам градиентов определяющих силовых полей
2. Проанализировать классические определения ландшафтоведения с точки зрения выбора системы морфометрических величин для их формализованного описания
3. Подготовить список ландшафтных дешифрировочных свойств (признаков) спектрозональных каналов изображений ДДЗ
4. Сравнить методы количественной классификации ПТК
5. Проанализировать разные схемы иерархического описания дренажных (речных) систем с точки зрения моделирования геосистем
Тема 5.
1. Вывести одномерное и трехмерное уравнение переноса
2. Вывести уравнение Навье-Стокса
3. Объяснить на физическом уровне строгости возможные пути интегрирования уравнений Рейнольдса для получения уравнений гидравлики речного потока и сплошного дождевого стока
4. Выполнить постановку задачи описания поверхностного склонового дождевого стока на основе уравнения кинематической волны
5. Вывести на физическом уровне строгости уравнения диффузии и конвективной диффузии
6. Описать модель влагопереноса в почве на основе уравнений диффузии
7. Описать структуру модели массопереноса в почвах и пути ее детализации по конкретным процессам
8. Описать модели теплопереноса в почвах и теплопереноса при фазовых процессах
Тема 6.
1. Написать общую систему уравнений экологических и продукционных процессов и объяснить их ландшафтный смысл
2. Описать физическую сущность процессов переноса влаги в пологе растительности
3. Описать физическую сущность процессов переноса газов в пологе растительности
4. Описать процессы фотосинтеза с применением полуэмпирических моделей разной сложности
5. Вывести уравнение перехвата дождевых осадков пологом леса
Тема 7.
1. Проанализировать физическую сущность болотообразовательных процессов
2. Вывести на основе уравнения Дарси обобщенные показатели связи структуры и функционирования простого болотного массива
3. Проанализировать географические следствия уравнения функционирования простого болотного массива
4. Проанализировать основное уравнение гидроморфологических связей болотного массива
5. Составить структуру блоков обобщенной модели гидрологического функционирования лесной водосборной геосистемы
6. Проанализировать на конкретном примере связь распределенных параметров моделей гидрологического стока и имитационных моделей продуктивности разнопородного древостоя с параметрами модели структуры геосистем
Тема 8.
1. Изучить структуру блоков и алгоритмы моделирования пространственной динамики многопородного разновозрастного древостоя с учетом антропогенного воздействия
2. Проанализировать значения критических параметров моделирования динамики древостоя
3. Разработать несколько различных сценариев длительного лесопользования.
4. Исследовать зонирование лесопользования на конкретном примере
8. Формы и содержание промежуточной аттестации
Примерный перечень вопросов к зачету
1. Физико-математическое естествознание – методология построения теории геосистем.
2. Основные геосистемные постулаты. Геометрия пространства и координатные системы, материальные частицы и абсолютно твердое тело. Состояние физической системы и движение системы частиц. Силовые поля и взаимодействия Потенциальное поле и градиент потенциала. Геопотенциал.
3. Дифференциация геосистем с точки зрения термодинамики необратимых процессов. Билинейное уравнение Онзагера
4. Границы геосистем и предпосылках их формализации. Система морфометрических величин. Четыре класса морфометрических величин и понятий
5. Геометрический и физический смысл кривизны. Кривизны земной поверхности и механизмы аккумуляции вещества
6. Водосборные морфометрические характеристики земной поверхности. Инсоляционные характеристики земной поверхности
7. Общий алгоритм определения однородной территории по параметрам. Методы численной дифференциации ПТК и выбор параметров геофизических полей
8. Типологическая дифференциация ПТК по геоморфометрическим параметрам цифровых моделей рельефа и цифровым параметрам данных дистанционного зондирования Земли
9. Функциональная дифференциация геосистем по гидроморфологическим параметрам
10. Плотность и скорость среды. Полный дифференциал функции двух переменных, градиент поля
11. Поток величины, формула Гаусса-Остроградского, дивергенция вектора
12. Вывод уравнения неразрывности, одномерный случай. Уравнение неразрывности пространственный случай
13. Уравнение движения сплошной среды, идеальная жидкость, уравнение Эйлера
14. Связь тензора напряжений с тензором скоростей. Уравнение Навье-Стокса
15. Уравнения турбулентного движения, осреднение и упрощение уравнений Рейнольдса, формулы Шези-Маннинга, одномерное уравнение Сен-Венана
16. Уравнение кинематической волны. Моделирование поверхностного дождевого склонового стока. Схематизация процесса и математическая постановка задачи
17. Закон Дарси. Уравнение установившейся фильтрации напорных несжимаемых подземных вод
18. Вывод основного уравнения неустановившейся фильтрации грунтовых вод
19. Движение вод со свободной поверхностью при горизонтальном водоупоре. Построение кривой депрессии УГВ
20. Переход от напорного потока к решениям для потока со свободной поверхностью. Движение вод на междуречье с горизонтальным водоупором при учете инфильтрации.
21. Вывод уравнений диффузии. Диффузия в многомерном пространстве
22. Дисперсия в движущейся среде, источники-стоки вещества. Дисперсия в пористой среде.
23. Вертикальный диффузионный влагоперенос в почвах
24. Сорбция и вертикальная миграция растворенных химических веществ в почвах
25. Массоперенос фосфора и азота в почвах с описанием сорбционных и трансформационных процессов
26. Модели с детализированным описание почвенной среды
27. Теплоперенос в различных средах
28. Задача о фазовых переходах в воде и почве при промерзании-оттаивании
29. Общие понятия и модели популяционной динамики, модели «хищник-жертва»
30. Кинетические модели трофических цепей и малого биологического круговорота
31. Применение теории размерности в построении модели развития древостоя
32. Модель пространственной динамики древостоя диффузионного типа
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1.Сысуев В.В. Физико-математические основы ландшафтоведения. Учебное пособие. М.: Географический ф-т МГУ, 2003. 245 с.
2.Сысуев В.В. Моделирование процессов в ландшафтно-геохимических системах. М.: Наука, 1986. 302 с.
б) дополнительная литература:
1.Арманд Д.А. Наука о ландшафте. М., Наука, 1975
2.Астахов А.В. Курс физики. Т. 1. Механика, кинетическая теория материи. М., Наука, 1977
3.Бихеле З.Н., Молдау Х.А. и Росс Ю.К. Математическое моделирование транспирации и фотосинтеза растений при недостатке почвенной влаги. Л., Гидрометеоиздат, 1980
4.Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М., Высшая школа, 1986
5.Глебов Ф.З., Корзухин М.Д. Экологические модели в болотной динамике. //Эксперимент и мат. моделирование в изучении биогеоценозов лесов и болот. М., Наука, 1990
6.Гришанин К.В. Теория руслового процесса. М., Транспорт, 1972.
7.Дьяконов К.Н. Геофизика ландшафта. Биоэнергетика, модели, проблемы. Учебно-методическое пособие. М., МГУ,1991
8.Дьяконов К.Н. Геофизика ландшафта. Метод балансов. Учебно-методическое пособие. М., МГУ,1988,
9.Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы прикладной математики. М., Наука, 1972.
10.Иванов К. Е. Водообмен в болотных ландшафтах. Л., Гидрометеоиздат, 1975, 280 с.
11.Иванов К. Е. Основы гидрологии болот. // Общая гидрология, Л., Гидрометеоиздат, 1984.
12.Климентов П.П., Кононов В.М. Динамика подземных вод. М. Высшая школа, 1985.
13.Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. М., Наука, 1983.
14.Москаленко А.И. Методы нелинейных отображений в оптимальном управлении. Теория и приложение к моделям природных систем. Новосибирск, Наука, 1983
15.Парфенова Г.И., Ярилова Е.А. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении. М., Наука, 1977
16.Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея,1999. 764 с.
17.Пузаченко Ю.Г. Основы экологии. М., МГУ, 1996
18.Пузаченко Ю.Г. Пространственно-временная иерархия геосистем с позиции теории колебаний.//Вопросы географии. Вып. 127, 1985
19.Пьявченко Н.И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение. М., Наука, 1985.
20.Ретеюм А.Ю. Земные миры. М., Наука, 1986
21.Рубин А.Б., Пытьева Н.Ф., Ризниченко Г.Ю. Кинетика биологических процессов. М., МГУ,1977
22.Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. М.,Наука,1978
23.Сиротенко О.Д. Математическое моделирование вводно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем. Л., Гидрометеоиздат,1981
24.Солнцев Н.А. Учение о ландшафте. Избранные труды. М., МГУ, 2001
25.Сысуев В.В. Математические модели процессов водной миграции химических веществ на водосборе //Эксперимент и мат. моделирование в изучении лесов и болот. М., Наука, 1990
26.Сысуев В.В. Структурообразующие геосистемные процессы: характерные масштабы и моделирование. //Вестник МГУ, сер. геогр. № 1, 2002, с. 22-28
27.Сысуев В.В. Морфометрический анализ геофизической дифференциации ландшафтов. //Известия Академии наук. Серия географическая, № 3, 2003
28.Тихонов А.Н, Самарский А.А. Уравнения математической физики. М. Наука, 1985
29.Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М., Мысль, 1972
30.Хильми Г.Ф. Теоретическая биогеофизика леса. М., АН СССР, 1957
31.Черкашин А.К. Полисистемный анализ и синтез. Новосибирск: Наука,1997. 501 с.
32.Черных В.Л., Сысуев В.В. Информационные технологии в лесном хозяйстве. Марийский ГТУ, Йошкар-Ола, 2000, 377 с.
33.Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. М., изд-во УРСС, 2001.
34.Shary P.A. Land surface in gravity points classification by a complete system of curvatures // Mathematical Geology, 1995, V. 27. No 3. P. 373-390.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
г) методические указания к практическим и/или творческим работам: варианты индивидуальных заданий и указания по их выполнению
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
А. Учебная аудитория на 15 мест с выходом в интернет
Б. Мультимедиа-проектор.
11. Контролирующие материалы по дисциплине (ФОС)
Тесты контроля остаточных знаний по дисциплине
1. Каким типом математических уравнений можно описать пространственно-временную динамику геосистем? 1 - алгебраическими уравнениями, 2 – обыкновенными дифференциальными уравнениями, 3 – тригонометрическими уравнениями, 4 – дифференциальными уравнениями в частных производных.
2. Какие законы в геосистемах описываются с помощью уравнения неразрывности? 1 – законы всемирного тяготения (гравитации), 2 – первый и второй законы Ньютона, 3 – модели популяционной динамики, 4 - гидродинамики
3. Какая из перечисленных геоморфометрических величин является глобальной и не инвариантной по отношению к индуцирующим силовым полям: 1 – крутизна склона, 2 – вертикальная кривизна, 3 – полная Гауссова кривизна, 4 - удельная площадь водосбора.
4. Какие процессы в геосистемах описываются выражениями типа задачи Стефана? 1 – гидрологические процессы в малых реках, 2 – перенос излучения в пологе растительности, 3 – перенос химических растворенных веществ в почвах, 4 – промерзания-протаивания почв.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта МГУ по направлению подготовки 05.03.02 «География».
Дата: 2019-12-22, просмотров: 182.