Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

25.00.29 Физика атмосферы и гидросферы

ПРОГРАММА-МИНИМУМ

кандидатского экзамена по специальности

25.00.29 «Физика атмосферы и гидросферы»

по физико-математическим 
и геолого-минералогическим наукам

Введение

Настоящая программа охватывает следующие базовые разделы: геофизика, строение атмосферы, динамика атмосферы и океана, физика Солнца, климатология, распространение электромагнитных и звуковых волн, физика тропосферы, средней и верхней атмосферы, основы теории вероятности и математической статистики, физические основы экологии.

Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по наукам о Земле.

Физика атмосферы и гидросферы

Общие представления о научной специальности «Физика атмосферы и гидросферы».

Планета Земля в солнечной системе. Основные оболочки Земли. Гравитационное поле Земли.

2.  Солнечно-земная физика

Солнечно-земная физика: предмет и содержание. Место солнечно-земной физики в ряду естественных наук, характер решаемых общетеоретических и философских задач. Геофизическая служба; роль солнечно-земной физики в народном хозяйстве. История. Международные геофизические проекты.

3.  Физика Солнца и межпланетной ср еды

Солнце как переменная звезда. Место Солнца на главной последовательности Герцшпрунга – Рессела.

Строение Солнца.

Атмосфера Солнца.

Происхождение хромосферы и короны.

Солнечное электромагнитное излучение, распределение энергии в потоке солнечного излучения, солнечная постоянная.

Солнечный ветер и межпланетное магнитное поле. Происхождение, основные характеристики и их вариации.

Солнечная активность: пятна, факелы, радиоизлучение, корональные дыры, транзиенты, солнечные вспышки, вариации спектра электромагнитного излучения.

Индексы солнечной активности.

Космические лучи в межпланетном пространстве. Происхождение космических лучей, взаимодействие космических лучей с атмосферой Земли. Классификация вариаций космических лучей. Методы регистрации интенсивности космических лучей.

4.  Постоянное ма гнитное поле

Происхождение главного геомагнитного поля. Структура геомагнитного поля. Описание геомагнитного поля, его графическое представление, магнитная съемка, магнитные карты. Аналитическое представление магнитного поля, теория Гаусса, основы потенциального анализа. Геомагнитные измерения. Вековые геомагнитные вариации. Палеомагнетизм.

5.  Физика магнит осферы

Формирование магнитосферы; перенос энергии, вещества и импульса от солнечного ветра в магнитосферу. Структура магнитосферы. Магнитосферная конвекция. Электрические поля. Токи во внешней магнитосфере. Электрические поля и токи в плазмо-сфере. Теория атмосферного динамо.

Геомагнитные вариации. Связь геомагнитного поля и состояния магнитосферы с параметрами солнечного ветра.

Частицы и волны в магнитосфере. Геомагнитные пульсации. Очень низкочастотное излучение. Движение частиц в электромагнитных полях.

Плоские волны в холодной плазме. Гидромагнитные волны. Неустойчивость плазмы. Собственные колебания магнитосферы. Наблюдения волн в плазме, солнечного ветра и магнитосферы. Естественные электромагнитные излучения.

Геомагнитные пульсации. Классификация. Механизмы генерации и распространения пульсаций. Гидромагнитная диагностика. Спутниковые и наземные наблюдения пульсаций, связь их с другими геофизическими явлениями. Генерация и распространение ОНЧ-излучений в магнитосфере Земли. Классификация ОНЧ-излучений. Связь с физическими процессами в магнитосфере.

Взаимодействие магнитосферы с верхней атмосферой. Высокоширотная ионосфера.

Радиоаврора. Морфология, классификация и механизмы образования.

Полярные сияния. Морфология полярных сияний. Дискретные формы, фоновое свечение. Географическое распределение. Суббури в полярных сияниях. Спектры свечения ночного неба и полярных сияний. Механизмы возбуждения основных эмиссий.

Магнитосферные возмущения. Бури, суббури и микросуб-бури. Морфология. Повторяемость пространственно-временной структуры суббурь и их фазы.

Индексы геомагнитной активности.

6.  Физика средней и верхней атмосферы

Нейтральная атмосфера. Состав и строение атмосферы Земли. Высотное распределение состава, плотности, давления, влажности. Классификация различных областей атмосферы. Вертикальная структура атмосферы, механизмы ее формирования. Энергетика и тепловой баланс. Источники и стоки энергии. Динамика атмосферы. Общая циркуляция атмосферы на ионосферных уровнях, уравнения движения нейтральной атмосферы. Теория планетарных волн, приливов и внутренних гравитационных волн. Модели нейтральной атмосферы. Особенности и характеристики средней атмосферы. Атмосферное электричество (общие представления).

Ионосфера. Образование ионосферных слоев. Фотохимические процессы в ионосфере. Фотоионизация. Ионизирующее излучение Солнца. Поглощающие свойства атмосферы. Ионизационная функция. Фотоэлектроны. Рекомбинационные процессы. Классификация реакций. Эффективный коэффициент рекомбинации. Уравнение непрерывности. Образование ионосферных слоев. Уравнение простого слоя. Особенности фотохимии в областяхD,  Е, F  ионосферы.

Морфология ионосферных слоев. Область D. Область Е. Регулярный слой Е. Слой Е – спорадический. Область F. Слой  F1 морфология и м еханизмы образования. Особенности поведения слоя F2  аномалия» слоя  FZ, главный ионосферный провал). Механизмы формирования слоя F2 и крупномасштабной неоднородности структуры. Ионосферные неоднородности. Классификация, радиофизические и геофизические аспекты проявления (замирания радиосигналов, явление F-рассеяния и т.п.). Основы теории генерации и движения неоднородностей. Динамический режим ионосферы и взаимодействие различных слоев (сводка экспериментальных данных). Внешняя ионосфера и экзосфера. Плазмосфера и ее роль в формировании ионосферы.

Процессы переноса в ионосферной плазме. Уравнения движения электронов и ионов. Взаимодействие с нейтралами. Проводимость ионосферной плазмы. Электродинамические дрейфы в ионосфере. Принципы динамотеории. Диффузия в ионосфере. Амбиполярное приближение. Роль диффузии в формировании основного максимума ионосферы.

Нерегулярные явления в ионосфере. Эффекты солнечных вспышек. Эффекты магнитных бурь. Ионосферные возмущения: классификация, морфология, механизмы. Особенности ионосферных процессов в высокоширотной ионосфере. Ионосферно – магнитосферное взаимодействие.

Высокоширотная ионосфера. Формирование высокоширотной ионосферы. Корпускулярная ионизация, механизмы образования регулярной ионосферы. Ионосферные неоднородности, механизмы формирования ионосферных неоднородностей. Структура высокоширотной ионосферы. Геофизическое районирование (субавроральный провал, главный ионосферный провал, ионосфера авроральной зоны, ионосфера полярной шапки).

Сведения об ионосферах других планет солнечной системы.

Глобальные изменения окружающей среды и климата (общее представление). Проблема глобального потепления. Парниковый эффект. Проблема озона. Связь вариаций озона с внутриатмосферными, гелио-, геофизическими и антропогенными факторами. Солнечно-атмосферные связи. Долговременные вариации параметров верхней атмосферы.

Экспериментальные исследования верхней и средней атмосферы

Радиофизические методы исследования. Основы теории распространения электромагнитных волн в ионосферной плазме. Метод вертикального радиозондирования (наземный и спутниковый варианты). Наклонное зондирование. Возвратно-наклонное зондирование. Метод частичных отражений. Кросс-модуляция и нелинейные эффекты при распространении радиоволн в ионосферной плазме. Измерение поглощения радиоволн в ионосфере. Метод некогерентного рассеяния. Эксперименты по распространению радиоволн с использованием ракет и ИСЗ (метод дисперсионного интерферометра, фарадеевское вращение плоскости поляризации и т.п.). Метод разнесенного приема и его модификации. Радиолокация метеорных следов и искусственных образований.

Оптические методы исследований. Свечение ночного неба (эмиссии 5577 А и 6300 А). Серебристые облака. Полярные сияния. Исследования в оптическом диапазоне со спутников (космический мониторинг).

Другие методы наблюдений за состоянием верхней атмосферы. Прямые измерения параметров ионосферной плазмы с помощью ИСЗ и ракет (зондовые, масс-спектрометрические, инжекционные). Акустический метод. Инфразвуковые измерения.

Особенности экспериментальных исследований высокоширотной ионосферы (радиофизические, оптические, магнитные, ракетно- спутниковые).

7.  Избранные разделы математической статистики 
и чи
сленного анализа

Элементы теории вероятностей. Основные определения. Согласование экспериментальных данных. Определение числовых характеристик и законов распределения. Построение доверительных интервалов и проверка гипотез.

Обработка экспериментальной информации. Корреляционный анализ. Спектральный анализ. Регрессионный анализ. Фильтрация и выделение скрытых периодичностей. Метод наименьших квадратов. Аппроксимация. Сплайны. Фрактальный анализ. Построение эмпирических формул. Разложение в ряд по заданной системе функций (тригонометрических, сферических) и по естественным ортогональным функциям (главным компонентам). Методы пространственной интерполяции физических полей.

Основная литература

Акасофу С.И. Полярные и магнит осферные суббури. М.: Мир, 1971.

Акасофу С.И. Физика магнитосферных суббурь (на англ. яз.). Бо стон, 1977.

Акасофу С.И., Че пмен С. Солнечно-земная физика. М.: Мир, 1973—1974. Т. 1 и 2.

Александров Э.Л., Израэль Ю.А., Кароль И.А., Хргиан А.Х. Озо нный щит Земли и его применение. Гидрометиздат, 1992.

Альперт Я.Л. Волны и искусственные т ела в приземной плазме. М.: Наука, 1974.

Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосф ера. Наука, 1972.

Альвен Г., Фельтхаммар К.-Г. Космическая электродин амика. М.: Мир, 1967.

Андерсон Т. Стат истический анализ временных рядов. М.: Мир, 1976.

Афраймович Э.Л. Интерференционные-методы радиозондиров ания ионосферы. М.: Наука, 1982.

Бауер 3. Физика планетных ионосфер. Мир, 1976.

Базарджапов А.Д., Матвеев М.И., Мишин В.М. Геомагнитные в ариации и бури. Наука, 1979.

Бакунин П.И. Курс общей астрономии. Наука, 1966.

Бахвалов Н.С. Чи сленные методы. М., 1973.

Бендат Дж.С., Пирсол А.Г. Измерения и анализ случайных проце ссов.М., 1971.

Березин И.С., Жидков Н.П. Методы в ычислений. Наука, 1966.

Библиографические указатели. // Международный геофиз ический год. М.: Изд. АН СССР, 1954-63.

Де Бор К. Практическое руководство по сплайнам. М.: Ради освязь, 1985.

Брюнелли В.Е., Намгаладзе А.А. Физ ика ионосферы. М.: Наука, 1988.

Брасье Г., Соломон С. Аэрономия средней атмосферы. Гидромети здат, 1987.

Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Гидромети здат, 1980.

Витинский Ю.И. Солнечная акти вность. М.: Наука, 1983.

Витинский Ю.И., Оль А.И., Сазонов Б.А. Солнце и атмосфера Зе мли. М.: Гидрометиздат, 1976.

Ионосферные измерения  А.И.  Галкин, Н.М. Ерофеев, Э.С. Казимировский, В.Д. Кокоуров. М.: Наука, 1971.

Гандин Л.С. Объективный анализ м етеорологических полей. Л.: Гидрометиздат, 1963.

Геофизический бюллетень. М.: На ука, 1958-74. № 1-27.

Явление F-рассеяния в ионосфере / Б.Н. Гершман, Э.С. Казимиро вский, В.Д. Кокоуров, Н.А. Чернобровкина. М.: Наука, 1984.

Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в пла зме. Физматгиз, 1947.

Грушанский Н.П. Теория фигуры Зе мли. 1963.

Гусев А.М. Свободная конвекция в а тмосфере и океане. М.: Изд-во МГУ, 1978.

Гульельми А.В., Троицкая ВА Геомагнитные пульсации и диагн остика магнитосферы. М.: Наука, 1973.

Данилов А.Д., Казимировский Э.С., Вергасова Г.В., Х ачикян Г.Я. Метеорологические эффекты в ионосфере. Л.: ГИМИЗ, 1987.

Дженкинс Г.М., Ватте Д.Г. Спектральный анализ и его прилож ение. М., 1971-72.

Дорман Л.И. Вариации космических л учей. М.: Наука, 1981.

Дэвис К. Радиово лны в ионосфере. М.: Мир, 1973.

Зирин. Г. Солнечная атмосфера. М.: Мир, 1969.

Жаров В.Н., Трубицын В.П., Самсоненко В.В. Физика Земли и пл анет. Наука, 1971.

Жеребцов Г.А., Мизун Ю.Г., Мингалев B.C. Физические проце ссы в полярной ионосфере. М.: Наука, 1988.

Жеребцов Г.А. От магнитно-метеорологических наблюдений до проблем солнечно-земной физики. // Исследования по геомагнетизму, а эрономии и физике Солнца. Наука, 1986. Вып. 76.

Иванов-Холодный Г.С., Никольский Г.М. Солнце и ион осфера. Физ-матгиз, 1969.

Ионосферно-магнитная служба. / Под ред. С.И. Авдюшина и А.Д. Дан илова. М.: Гидрометиздат, 1987.

Исаев С.И., Пудовкин М.И. Полярные сияния и процессы в магн итосфере Земли. Л.: Наука, 1972.

Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д. Движения в ионосфере. На ука, 1979.

Калиткин Н. Н. Численные методы.

Кендалл М. Временные ряды. М.: Финансы и статист ика, 1981.

Коваленко В.А. Солнечный ветер. М.: Наука, 1983.

Кошелев В.В., Климов Н.Н., Сутырин Н.А. Аэрономия мезосф еры и нижней термосферы. М.: Наука, 1983.

Магницкий В. А. Внутреннее строение и форма Земли. М.: На ука, 1965.

Мейндоналд Дж. Вычислительные алгоритмы в прикладной стат истике. М.: Финансы и статистика, 1988.

Мишин В.М. Спокойные геомагнитные вариации и токи в магнит осфере. Новосибирск: Наука, 1976.

Национальная программа по космич еской погоде, FCM-P31-1997, США, Вашингтон, 1997.

Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных р ядов. М.: Мир, 1982.

Паркер Е. Динам ические процессы в межпланетной среде. М.: Мир, 1965.

Паркинсон У. Введение в геомагн етизм. Мир, 1986.

Перов С.П., Хргиан АХ. Современные проблемы атмосферного оз она. Гидрометиздат, 1980.

Повзнер А.Д. К истории организации Международного геофизич еского года // История и методология естественных наук. МГУ. 1961—1967.

Поляков В.М., Щепкин Л.А., Казимировский Э.С., К окоуров В.Д. Ионосферные процессы. Наука, 1968.

Пономарев Е.А. Механизмы магнитосферных суббурь. М.: На ука, 1985.

Ратклифф Д. Введение в физику ионосферы и магнит осферы. М.: Мир, 1975.

Рикитаки Т. Электромагнетизм и внутреннее строение Земли. М.: Н едра, 1968.

Ришбет Г., Гарриот О. Введение в физ ику ионосферы. ГМИЗ, 1975.

Смирнов Н.В., Дудин-Барковский И.В. Курс теории вероятн остей и математическая статистика для технических приложений. М.: Наука, 1965.

Тихонов АН., Самарский А.А. Уравнения математической физ ики. М.: Наука, 1972.

Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. Разведочный ан ализ. М.: Мир, 1981.

Уиттен Р., Поппов И. Основы аэрон омии. ГМИЗ, 1977.

Поток энергии Солнца и его изм енения. / Под ред. О. Уайта. М.: Мир, 1980.

Харгривс Дж.К. Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи. Ги дрометиздат, 1982.

Хргиан АХ. Физика атмосферы. Л.: Гидр ометиздат, 1970.

Хргиан АХ. Физика атмосферного озона. Л.: Гидрометиздат, 1973.

Чемберлен Дж. Теория планетных атмосфер. Введение в их физику и х имию. М., 1981.

Чемберлен Дж. Физика полярных сияний и излучения атмосф еры. М.: ИЛ. 1963.

Щепкин Л.А, Кл имов Н.Н. Термосфера Земли. М.: Наука, 1980.

Яновский Б.М. Земной магнетизм. На ука, 1964. Часть 1 и 2.

Annals of the International Geophysical Year. London, New York, Paris: Pergamon Press. V. 2a, 2b.

Sullivan W. Assault on the unknown. The International Geophysical Year. London, New York, Toronto: McGraw Hill Book Co, Inc., 1961.

Дополнительная литература

Гершман Б.Н., Ерухимов Л.Е. и др. Волновые явления в ионосфе рной и космической плазме. М.: Физматтиз, 1984.

Принципы построения динамических моделей верхней атмосф еры / Под ред. Гинзбурга Э.И. М.: Гидрометиздат, 1989.

Гульельми АВ. МГД-волны в окол оземной плазме. М.: Наука, 1979.

Данилов АД. Химия ионосферы. ГИМИЗ, 1967.

Иванов-Холодный Г.С. (ред. пер. с англ.) Физика верхней атмосф еры Земли. ГИМИЗ, 1971.

Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: На ука, 1984.

Кринберг И.А и др. Аддитивная модель ионосферы. Наука, 1986.

Ланцош К. Практические методы прикладного анализа. М.: Физма тгиз, 1961.

Митра С.К. Верхняя атмосфера. М.: ИЛ, 1955.

Омхольт А. Поля рные сияния. М.: Мир, 1974.

Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в метеорол огии. Л.: Гидрометиздат, 1972.

Пикельнер С.Б. О сновы космической электродинамики. Наука, 1966.

Пудовкин М.И., Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения эле ктромагнитного поля Земли. Л.: Изд-во ЛГУ, 1975-76. Ч. 1 и 2.

Тверской Б.А Динамика радиацио нных поясов Земли. М.: Наука, 1968.

Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных з адач. М., 1974.

Фадеев Д.К., Фадеева В.Н. Вычислительные методы линейной а лгебры. М., 1963.

Хесс В. Физика магнитосферы. Мир, 1974.

Хемминг Р.В. Ци фровые фильтры. М.: Сов. радио, 1980.

Шабанский В.П. Явления в околоземном пространстве. М.: На ука, 1972.

Щиголев Б.М. Математическая обработка результатов наблюд ений. Физматгиз, 1962.

Johnson R.M., Kileen T.L. The Upper Mesosphere and Lower Thermo-sphere: A Review of Experiment and Theory. // Geoph. Monographs, AGU, USA 1995, V. 87, 356 p.

Tsurutani B.T., Gonsalez W.D., Kamide Y., Arballo J. Magnetic Storms. // Geoph. Monographs, AGU, USA, 1997, No. 18.

Nishida A., Baker D.N., Cowley S.W.H. New Perspectives on the Earth's Magnetotail. AGU, USA 1996.

Song B.U. Sonnerup M.F. Tomsen. Phisics of the Magnetopause. // Geoph. Monographs. AGU, USA, 1995, V. 90.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика