Утверждена Ученым Советом
 		ИФА им. А.М. Обухова РАН 

            01 ноября 2012 г.
ПРОГРАММА
кандидатского экзамена для аспирантов и соискателей ИФА
по специальной части программы "Физика атмосферы"
"Атмосферная акустика"
1. Методы математического описания случайных полей
Случайные функции со стационарными приращениями. Локально однородные и изотропные случайные поля.
Пространственно-временные случайные поля.
Векторные случайные поля. Потенциальные и соленоидальные поля.
Понятие о стохастических дифференциальных уравнениях.
Понятие о теории фракталов и ее приложении к описанию случайных и волновых процессов.
2. Атмосферная турбулентность
Система уравнений динамики несжимаемой жидкости. Приближения Бусснеска.
Теория локально-изотропной турбулентности Колмогорова-Обухова. Структурные и спектральные функции полей скорости и температуры. Диссипация энергии в турбулентном потоке.
Теории подобия приземного и пограничного слоев атмосферы.
Перемежаемость турбулентности и когерентные структуры. Понятие о теориях нелокального переноса.
Методы экспериментального исследования обменных и диффузионных процессов в атмосферном пограничном слое.
Экспериментальные данные о характеристиках турбулентности в нижней и средней атмосфере.
Анизотропная турбулентность (теория формирования)

3. Распространение акустических и акусто-гравитационных волн в неоднородной движущейся атмосфере
Полная система акустических уравнений в поле силы тяжести и ее линеаризация.
Параболическое уравнение.
Плотность энергии и потока мощности в звуковой волне. Скорость звука в атмосфере.
Различные механизмы затухания акустических волн.
Рефракция звука в слоистой атмосфере. Распространение звука в атмосферных волноводах. Нормальные волны.
Внутренние гравитационные волны. Дисперсионные соотношения. Естественные источники инфразвука и внутренних волн в атмосфере.
Нелинейные эффекты при распространении акустических волн. Изменения формы импульсов.
Флуктуации амплитуды, фазы и угла прихода звуковых волн в турбулентной среде (приближение геометрической акустики и волновая теория).
Рассеяние звука турбулентными неоднородностями скорости ветра температуры и влажности.
Рассеяние электромагнитных волн на пространственной периодической структуре, создаваемой звуковой волной.
Шумовое загрязнение атмосферы.

4.	Исследования атмосферы акустическими методами
Локальные акустические методы измерения средних и флуктуационных параметров.
Акустическая и радиоакустическая локация атмосферы.
Акустическая томография.
Решение обратных задач рефракции.

5.	Экспериментальные методы атмосферной акустики.
Источники и приемники излучения. Формирование звуковых пучков.
Определение параметров инфразвуковых и внутренних гравитационных волн.

6.	Статистические методы обработки экспериментальных данных и численное моделирование
Спектральный анализ. Вейвлет анализ. Статистически ортогональные разложения эмпирических функций.
Понятие о численном моделировании атмосферного пограничного слоя с осреднением по ансамблю и осреднением по объему (LES).

Литература (основная): 
1.	Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: 1954 (гл 1-3).
2.	Обухов А. М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1988, 413 с. (разделы 1-3).
3.	Рытов С. М., Кравцов Ю. А., Татарский В.И.  Введение в статистическую радиофизику, ч. II: Случайные поля. М.: Наука, 1978, 463 с.
4.	Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. М.:Наука, 1967. 548 с.
5.	Блохинцев Д. И. Акустика неоднородной движущейся среды. М.: Наука, 1981, 298 с.
6.	Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989, 412 с.
7.	Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. М.: Мир, 1978. 532 с.
8.	Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. М.: Наука, 1966,316 с.

Литература (дополнительная):
	К разделам 1., 2.
   1. Монин  А.   С. ,  Яглом  А.   М.   Статистическая   гидромеханика,   т.1.   С.-П.: Гидрометеоиздат, 1992, 695 с.
2.	Монин А. С. , Яглом А. М. Статистическая гидромеханика, ч. II. М.: Наука, 1967,720 с.
3.	Фриш У. Турбулентность: наследие А.Н. Колмогорова. М.: Фазис, 1998, 350 с.
4.	Ньистадт Ф.  Е.  М.  и  Ван Доп  X.  (ред.) Атмосферная  турбулентность  и к) моделирования примесей. Л.: Гидрометеоиздат, 1985, 351 с.
5.	Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1989, 230 с.
6.	Зосимов В. В., Лямшев Л.М. Фракталы в волновых процессах.  Успехи (риз. паук,\995, 98, №5.
7.	I.P Chunchuzov. On the nonlinear shaping mechanism for gravity wave spectrum in the atmosphere.// Ann. Geophys.-2009.-V. 27.-p. 1-20.
8.	 A.S. Gurvich and I.P. Chunchuzov (2008). “ Three-dimensional spectrum of temperature fluctuations in stably stratified atmosphere.” Annales Geophysicae, 26, 2037-2042.

К разделам 3., 4.
1.	Чернов А. А. Распространение волн в среде со случайными неоднородностями. М.: Изд АН СССР, 1958, 159 с.
2.	Brown, E.H., Hall, F.F. Advances in atmospheric acoustics. Review of Geophysics and Space Physics, 1978,16, 47-100.
3.	Руденко O.B., Солуян СИ. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 1975, 287 с.
4.	Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир. 1977. 622 с.
5.	Метеорология верхней атмосферы Земли (под ред. Г.А.Кокина, С.С.Гейгерова). Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 270 с.	
6.	Каллистратова М.А., Кон А.И. Радиоакустическое зондирование атмосферы.    ^ М.: Наука, 1985, 197 с.
7.	Осташев В.Е. Распространение звука в движущихся средах. М.: Наука. 1992. 208 с.
8.	Куличков,С.Н. Об акустическом зондировании неоднородных структур в средней 
атмосфере // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. 1998.  Т.34. №1. C.5-11.
9.	Куличков С. Н., Буш Г. А. Быстрые вариации инфразвуковых сигналов на больших расстояниях от однотипных взрывов. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана.  2001. Т.37. №  3. С. 331-338,
10.	С.Н. Куличков Постоянство “акустического импульса” при дальнем распространении 
     инфразвука в атмосфере // Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2002, т.38, №5, с.658-664.
11.С.Н.Куличков, И.П.Чунчузов, О.И.Попов. “Моделирование эффектов влияния тонкой     неоднородной структуры атмосферы на дальнее распространение импульсных акустических сигналов.” Изв.РАН, Физика Атмосферы и Океана, 2010, т.46, №1, 69-77.
12. И. Чунчузов, С. Куличков, О. Попов, Р. Вакслер и Дж. Ассинк. Рассеяние инфразвука на анизотропных неоднородностях атмосферы. Известия РАН Физика Атмосферы и Океана, 2011, .т.47, № 5, 589-607.

		К разделам 5., 6.
1.	Морз Ф. Колебания и звук. М.-Л.: Гостехиздат, 1949, 496 с.
2.	Тюлин В. Н. Введение в теорию излучения и рассеяния звука. М. Наука, 1976,   V
254 с.

3.	Марпл С. Л. мл. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир,
1990,560 с.
Зав. Радиоакустической лабораторией
д.ф.-м.н.	С.Н.  Куличков

01.11.2012