233

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Д.И. Иудин

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ ЗЕМЛИ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям, практическим занятиям и для самостоятельных работ по дисциплине «Основы физики Земли и гравиметрии»

по направлению подготовки 21.03.03 Геодезия и дистанционное зондирование, профиль Инфраструктура пространственных данных

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Д.И. Иудин

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ ЗЕМЛИ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям, практическим занятиям и для самостоятельных работ по дисциплине «Основы физики Земли и гравиметрии»

по направлению подготовки 21.03.03 Геодезия и дистанционное зондирование, профиль Инфраструктура пространственных данных

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

2

УДК 53.01/504

Иудин, Д. И. Введение в физику Земли [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пособие / Д. И. Иудин; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун - т – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 13 с .– 1 электрон. опт. диск (CD-R)

Учебно-методическое пособие рассматривает основы физики Земли, включая физику Земли, физику атмосферы, основы гравиметрии.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по направлению подготовки 21.03.03 Геодезия и дистанционное зондирование, профиль Инфраструктура пространственных данных, по дисциплине «Основы физики Земли и гравиметрии».

3

ВВЕДЕНИЕ

Целями освоения учебной дисциплины «Основы физики Земли и гравиметрии» являются: формирование у будущих специалистов базовых представлений о гравитационном поле Земли, ее фигуре, параметрах вращения и внутреннем строении, геодинамических процессах и явлениях.

Перечень последующих дисциплин, практик для которых необходимы знания, умения и навыки, формируемые данной дисциплиной:

-Производственная технологическая

-Учебная по фотограмметрии и дешифрированию снимков

-Учебная по геодезии

-Геодезическая астрономия

-Прикладная геодезия

-Геоинформационные системы и технологии

-Дистанционное зондирование и фотограмметрия

-Основы космической геодезии и системы глобального позиционирования

-Теория математической обработки измерений

4

1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ТЕМЫ ЗАНЯТИЙ

Дисциплина включает следующие разделы: 1 Физика Земли

Предмет и задачи Физики Земли. Происхождение и строение Земли, слои Земли; строение земной коры ; исследование магнитного поля Земли; геофизические поля; ядро Земли, ее магнитное поле; геомагнитное динамо; элементы сейсмологии; основы геодинамики; комплексные методы геофизического анализа (связь гравитационного и магнитного потенциалов). Океаническая кора и ее строение.

2 Физика атмосферы Состав и строение атмосферы; физические процессы, происходящие в атмосфере;

динамические процессы в атмосфере; динамические и тепловые пограничные слои атмосферы. Модели атмосферы, используемые при определении поправки в геодезические измерения. Использование современных моделей атмосферы при обработке спутниковых измерений.

3 Гравиметрия Предмет гравиметрии. Методы измерения силы тяжести в пространстве и во времени.

Абсолютные и относительные измерения динамическими методами. Статические методы измерений силы тяжести. Измерение вторых производных потенциала силы тяжести. Опорные гравиметрические сети.Измерения силы тяжести на подвижном основании. Уклонения отвеса. Их виды и способы вычисления. Применение гравиметрии в геодезии

Темы занятий:

1Раздел 1: "Физика Земли". Введение в Физику Земли

2Построение стандартной модели Земли

3Физика Земной коры

4Построение кинематической модели Земли

5Раздел 2: "Физика атмосферы". Физика атмосферы

6Вращение Земли

7Модели атмосферы, используемые в геодезии

8Модели атмосферы, используемые в геодезии

9Раздел 3: "Гравиметрия". Введение в гравиметрию

10Статистический метод определения силы тяжести

11Методы измерения силы тяжести в пространстве и во времени

12Построение гравиметрических карт аномалий силы тяжести с редукцией в свободном воздухе и Буге

5

13Статические методы измерений силы тяжести

14Построение гравиметрических карт аномалий силы тяжести с редукцией в свободном воздухе и Буге

15Применение гравиметрии в геодезии

16Вычисление гравиметрического уклонения отвеса и высоты квазигеоида

Примерная тематика рефератов:

1.Происхождение и строение Земли.

2.Исследование магнитного поля Земли.

3.Особенности строения планет группы Земли.

4.Океаническая кора и ее строение.

5.Состав и строение атмосферы.

6.Использование современных моделей атмосферы при обработке спутниковых измерений.

7.Методы измерения силы тяжести в пространстве и во времени.

8.Абсолютные и относительные измерения динамическими методами.

9.Применение гравиметрии в геодезии.

Студенту предлагается ознакомиться с программой курса, озвучивается основной и дополнительный список рекомендуемой литературы, включающий учебники, учебные пособия по дисциплине, а также основные интернет-ресурсы и т.д.

Так как весь часовой объем курса делится на академический (аудиторный) и самостоятельный, основными формами его реализации являются лекции, практические занятия, а также формы самостоятельной работы: подготовка практических работ, к собеседованиям, экзамену.

Лекции позволяют в максимально сжатые сроки представить значительный объем структурированной информации. Лекционные материалы по курсу отражают основы физики Земли и основы гравиметрии.

Практические занятия позволяют реализовать полученные знания на практике, и сформировать у студентов необходимые умения. Непосредственно перед экзаменом проводится консультация, на которой рассматриваются содержательные и организационные вопросы.

6

2. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЛИТЕРАТУРЫ

Малинин В. Н. Санкт-Петербург : Российский государственный гидрометеорологический университет, 2013

2Геофизика. Тема 7. Взаимодействие океана и литосферы. Тема 8. Взаимодействие атмосферы и суши. Тема 9. Общая теория развития литосферы : конспект лекций Павлов А. Н. Санкт-Петербург : Российский государственный гидрометеорологический университет, 2013

3Геофизика. Тема 3. Физические модели Земли. Тема 4. Геофизические поля :

120100 "Геодезия" спец. 120102 "Астрономогеодезия", 120103 "Космич. геодезия" : пер. с англ.

7

3. ТИПОВЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Типовые контрольные вопросы к экзамену включают:

1.Понятие, предмет, задачи физики Земли.

2.Строение Земли и земной коры. Процессы, происходящие в земной коре.

3.Океаническая кора и её строение.

4.Сейсмологические методы и распределение скоростей сейсмических волн в Земле.

5.Основы геодинамики.

6.Гравитационное поле и фигура Земли. Внешнее гравитационное поле Земли с учетом ее несферичности.

7.Ядро Земли. Главное геомагнитное поле Земли.

8.Геомагнитное динамо.

9.Модели состава земной коры, мантии и ядра.

10.Строение атмосферы и процессы, происходящие в ней.

11.Модели атмосферы.

12.Использование моделей атмосферы при обработке спутниковых измерений.

13.Понятие, предмет гравиметрии. Краткая история развития методов определения формы земли (геометрический и физический способы).

14.Сила тяжести и ее составляющие. Потенциал силы притяжения и его свойства.

15.Внутреннее строение Земли и его влияние на определение силы тяжести.

16.Методы измерения силы тяжести, их классификация. Формулы вычисления “g”.

17.Статический метод определения силы тяжести. Физика процесса.

18.Особенности измерения силы тяжести на море. Эффект Этвеша.

19.Абсолютные определения силы тяжести. Применяемая аппаратура и методика.

20.Классификация вторых производных потенциала силы тяжести. Способы их получения.

21.Методы вывода уклонений отвесных линий.

22.Понятие об астрономо-гравиметрическом методе вычисления уклонений отвесных линий.

23.Гравиметры и их классификация. Уравнение гравиметра в общем виде.

24.Опорные гравиметрические сети. Их назначение. Способы развития.

25.Роль гравиметрии в геодезии.

8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате изучения учебно-методического пособия студент получает основные сведения о дисциплине «Основы физики Земли и гравиметрии», включая: темы разделов и занятий, рекомендуемую для изучения литературу, темы рефератов, типовые контрольные вопросы.

9

СОДЕРЖАНИЕ