Описываются современные экспериментальные методы исследования турбулентности в реальных геофизических средах и в лабораторных условиях. Излагаются основы статистического подхода к описанию турбулентных полей. Выводятся уравнения Рейнольдса и обсуждаются способы замыкания этих уравнений. Дается представление о полуэмпирических теориях турбулентности и о применении теории размерности к развитой турбулентности. Излагается теория Колмогорова-Обухова. Описываются основные свойства турбулентного пограничного слоя. Рассматриваются классические задачи об устойчивости к бесконечно малым возмущениям: течение с тангенциальным разрывом скорости, течение Пуазейля, течение Тэйлора-Куэтта, задача Рэлея о конвективной неустойчивости, задача Майлса об устойчивости стратифицированного сдвигового течения. Излагаются основы теории динамических систем. Рассматривается маломодовая модель конвекции и анализируется система уравнений Лоренца. Вводятся понятия странного аттрактора и фрактальной размерности. Описываются сценарии перехода к хаосу.
Курс имеет мировоззренческую и методологическую направленность. Его цель - сформировать у студентов единую, стройную, логически непротиворечивую физическую картину окружающего нас мира природы.