氣象學(xué)與氣候?qū)W大綱

1、氣象學(xué)與氣候?qū)W大綱一. 本大綱簡介：72學(xué)1. 以現(xiàn)代氣候?qū)W理論的客體氣候系統(tǒng)為框架，將各章節(jié)組織成一個(gè)能引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)科 基本要點(diǎn)的有機(jī)整體。講授時(shí)除了基本概論外，強(qiáng)調(diào)整體與部分的聯(lián)系。授課時(shí)數(shù)為 時(shí)，具體授課內(nèi)容可根據(jù)課時(shí)調(diào)整增減。2. 內(nèi)容取材主要基于地理學(xué)科特點(diǎn)，根據(jù)地理學(xué)與氣候?qū)W的學(xué)科新近發(fā)展和專業(yè)需求，重 點(diǎn)是地球表層學(xué)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，立足于大氣圈，強(qiáng)調(diào)和其他圈層的相互作用，也關(guān)注全球 大氣環(huán)境變化的新內(nèi)容。二. 本大綱目的：1. 明確將地理學(xué)系各專業(yè)本科生作為授課對象，為教師提供教學(xué)思路。2. 綱要的基本出發(fā)點(diǎn)是從專業(yè)基礎(chǔ)課開始，就要致力于培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代地理學(xué)的科學(xué)素質(zhì)， 即從系統(tǒng)

2、科學(xué)的角度來認(rèn)識(shí)和解決地理學(xué)問題，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)大氣圈的同時(shí)，更了解它和 其他圈層的相互作用及其對全球變化的影響。三. 授課大綱：第一章 引 論第一節(jié) 氣象學(xué)、氣候?qū)W研究的對象、任務(wù)和發(fā)展簡史一 . 氣象學(xué)與氣候?qū)W研究的對象和任務(wù)二. 氣象學(xué)與氣候?qū)W研究的發(fā)展簡史三. 氣象學(xué)與氣候?qū)W和自然地理學(xué)的關(guān)系四. 全書結(jié)構(gòu)第二節(jié) 氣候系統(tǒng)概述一. 氣候系統(tǒng)的基本概念1. 氣候與氣候系統(tǒng)2. 大氣圈3. 水圈、陸面、冰雪圈和生物圈1. 氣候系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、高度非線性的、開放的巨系統(tǒng)2. 氣候系統(tǒng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)屬性3. 氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性4. 氣候系統(tǒng)的反饋過程5. 氣候系統(tǒng)的可預(yù)報(bào)性三. 氣候系統(tǒng)演變的

3、時(shí)空尺度第二章 氣候系統(tǒng)的熱力過程第一節(jié) 輻射的基本知識(shí)一. 輻射的基本概念1. 輻射2. 輻射能基本特征量：輻射通量、輻射通量密度、物體的放射能力、輻射強(qiáng)度等3. 物體對輻射的反射、吸收與透射二. 物理輻射基本定律1. 普朗克定律2. 斯蒂芬波爾茲曼定律3. 維恩位移定律4. 基爾霍夫定律5. 比爾 -布格 -朗伯定律第二節(jié) 太陽輻射傳輸過程 太陽輻射、太陽輻射光譜、太陽常數(shù)一. 到達(dá)大氣上界的太陽輻射1. 影響到達(dá)大氣上界的太陽輻射的因素2. 大氣上界太陽輻射的時(shí)空分布特征太陽輻射在大氣中的減弱1. 大氣對太陽輻射的吸收2. 大氣對太陽輻射的散射3. 大氣對太陽輻射的反射4. 太陽輻射在大

4、氣中的減弱規(guī)律三. 到達(dá)地面的太陽輻射1. 到達(dá)地面的太陽直接輻射2. 到達(dá)地面的太陽散射輻射3. 到達(dá)地面的太陽總輻射四. 地面對太陽輻射的反射第三節(jié) 地- 氣系統(tǒng)的長波輻射傳輸過程一. 地面輻射和大氣長波輻射1. 地面輻射2. 大氣輻射二. 地氣間的長波輻射交換1. 大氣對地面輻射的吸收2. 地面有效輻射第四節(jié) 全球能量平衡一. 氣候系統(tǒng)的輻射收支輻射差額1. 地面輻射差額2. 大氣輻射差額3. 地氣系統(tǒng)輻射差額第五節(jié) 大氣熱力學(xué)基礎(chǔ)一 . 熱力學(xué)的基本概念與方程1. 熱力學(xué)基本概念：系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)、系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)（主要介紹系統(tǒng)的內(nèi)能和熵的概念） 、過程 （過程、準(zhǔn)靜態(tài)過程與非靜態(tài)過

5、程、可逆過程與不可逆過程） 、系統(tǒng)與外界交換能量的方 式2. 大氣狀態(tài)方程：描述大氣狀態(tài)的主要物理量主要?dú)庀笠?、理想氣體大氣狀態(tài)方程、干空氣和濕 空氣狀態(tài)方程二. 應(yīng)用于大氣的熱力學(xué)基本定律1. 熱力學(xué)第一定律2. 熱力學(xué)第二定律 *三. 空氣的增溫和冷卻過程1. 氣溫的非絕熱變化過程2. 大氣中的干絕熱過程：干絕熱過程中氣溫變化的原因、干絕熱方程、干絕熱直減率、位溫3. 大氣中的濕絕熱過程：濕絕熱過程中氣溫變化的原因、濕絕熱直減率、假相當(dāng)位溫第六節(jié) 大氣溫度的時(shí)空分布一. 氣溫的時(shí)間變化1. 氣溫的周期性變化：氣溫的日變化、氣溫的年變化2. 氣溫的非周期性變化二. 氣溫的空間分布1. 氣溫

6、的水平分布：影響氣溫水平分布的因素（緯度、季節(jié)、海陸、地形） 、氣溫水平分布的基本特征2. 氣溫的垂直變化：對流層中氣溫隨高度變化的一般規(guī)律、大氣中的逆溫現(xiàn)象（輻射逆溫、下沉逆溫、平 流逆溫等）第三章 大氣圈的靜力學(xué)特征第一節(jié) 靜力學(xué)方程與壓高公式一. 大氣靜力學(xué)方程1. 靜力學(xué)方程的推導(dǎo)2. 靜力學(xué)方程的討論：單位氣壓高度差、單位高度氣壓差、應(yīng)用二. 壓高公式1. 壓高公式的推導(dǎo)2. 壓高公式的應(yīng)用第二節(jié) 氣壓場的基本形式一 . 氣壓場的表示方法1. 基本概念：等高面、等壓線、等壓面、等高線、位勢高度2. 海平面氣壓場的表示3. 高空氣壓場的表示二. 氣壓場的基本形式1. 海平面氣壓場的基本

7、形式2. 空氣壓場的基本形式第三節(jié) 氣壓的時(shí)空分布一. 氣壓隨時(shí)間的變化1. 氣壓隨時(shí)間變化的原因： 氣壓隨時(shí)間變化的實(shí)質(zhì)、水平氣流的輻合和輻散與氣壓變化、密度平流與氣壓變化、垂直運(yùn)動(dòng)與氣壓變化2. 隨時(shí)間變化的規(guī)律：氣壓的周期性變化（日變化、年變化） 、氣壓的非周期變化2. 溫壓場不對稱系統(tǒng)第四節(jié) 大氣穩(wěn)定度一. 大氣靜力穩(wěn)定度的概念二. 大氣靜力穩(wěn)定度的判斷1. 大氣靜力穩(wěn)定度的判別公式2. 大氣靜力穩(wěn)定度的判斷：大氣狀態(tài)曲線、大氣層結(jié)曲線3. 條件性不穩(wěn)定三. 位勢不穩(wěn)定1. 整層氣層升降對氣層靜力穩(wěn)定度的影響2. 位勢不穩(wěn)定（對流性不穩(wěn)定）第四章 大氣圈的動(dòng)力學(xué)特征第一節(jié) 大氣運(yùn)動(dòng)方程

8、一. 作用于大氣的力1. 氣壓梯度力2. 地轉(zhuǎn)偏向力3. 慣性離心力4. 摩擦力二. 大氣運(yùn)動(dòng)方程三 . 大氣運(yùn)動(dòng)的尺度分析1. 大氣運(yùn)動(dòng)的尺度分析2. 大氣運(yùn)動(dòng)方程簡化及地轉(zhuǎn)近似3. 垂直運(yùn)動(dòng)方程的簡化和準(zhǔn)靜力近似第二節(jié) 大氣的水平和垂直運(yùn)動(dòng)自由大氣的水平運(yùn)動(dòng)1. 地轉(zhuǎn)風(fēng)：地轉(zhuǎn)風(fēng)的定義、形成、大小和方向、風(fēng)壓定律2. 梯度風(fēng)： 梯度風(fēng)的定義、形成、大小和方向、地轉(zhuǎn)風(fēng)和梯度風(fēng)的比較3. 地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化熱成風(fēng)：正壓和斜壓的概念、熱成風(fēng)原理、地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度變化的基本類型、熱成風(fēng)原理的應(yīng)用4. 偏差風(fēng) *二. 摩擦層中空氣的水平運(yùn)動(dòng)三 . 空氣的垂直運(yùn)動(dòng)第三節(jié) 大氣環(huán)流大氣環(huán)流的概念一 . 大氣環(huán)

9、流的形成1. 太陽輻射的不均勻分布與大氣環(huán)流2. 地球自轉(zhuǎn)與大氣環(huán)流3. 下墊面不均勻性與大氣環(huán)流二. 大氣環(huán)流的平均狀況1. 平均緯向環(huán)流（水平、垂直）2. 平均經(jīng)圈環(huán)流3. 平均水平環(huán)流的基本特征：海平面氣壓場的基本特征、高空水平流場的基本特征三. 大氣環(huán)流的變化1. 大氣環(huán)流的年變化2. 大氣環(huán)流的中、短期變化、環(huán)流指數(shù)第五章 大氣圈中的水汽第一節(jié) 云、霧、降水形成的物理學(xué)基礎(chǔ)一 . 表示大氣濕度的物理量2. 水汽壓3. 相對濕度4. 比濕5. 溫度露點(diǎn)差二. 影響飽和水汽壓的因素1. 蒸發(fā)面的溫度對飽和水汽壓的影響2. 蒸發(fā)面的性質(zhì)對飽和水汽壓的影響3. 蒸發(fā)面的形狀對飽和水汽壓的影響

10、三. 影響蒸發(fā)的因素1. 水源2. 熱源3. 大氣濕度4. 蒸發(fā)面附近水汽的擴(kuò)散能力四. 大氣中水汽凝結(jié)（華）的條件是增加空氣1. 大氣中的水汽達(dá)到飽和或過飽和：大氣中水汽由未飽和達(dá)到飽和的途徑： 中的水汽；二是降溫2. 凝結(jié)（華）核第二節(jié) 地表面和大氣中的凝結(jié)現(xiàn)象一. 地表面的凝結(jié)（華）現(xiàn)象1. 露和霜2. 雨凇和霧凇二. 大氣中的凝結(jié)（華）現(xiàn)象1. 霧：霧、霧的形成、霧的種類第三節(jié) 云、霧、降水形成的微物理過程一. 云滴的凝結(jié)（華）增長二. 云滴的碰并增長1. 重力碰并2. 其它碰并過程3. 冰晶與冰晶、冰晶與云滴之間的碰并三. 雨、雪、冰雹的形成1. 雨的形成2. 雪的形成3. 冰雹的形

11、成四. 人工影響云、霧和降水1. 人工降雨2. 人工消霧3. 人工防雹第四節(jié) 全球降水的分布一. 降水概述1. 降水、降水量 2. 降水的種類二. 世界降水分布第六章 大氣圈的天氣系統(tǒng)氣候系統(tǒng)的短期過程第一節(jié) 氣團(tuán)和鋒一. 氣團(tuán)1. 氣團(tuán)的形成2. 氣團(tuán)的變性4. 我國境內(nèi)的氣團(tuán)活動(dòng)二. 鋒1. 鋒的概念2. 鋒的特征3. 鋒的分類和天氣第二節(jié) 中高緯主要天氣系統(tǒng)一. 中高緯度高空主要天氣系統(tǒng)1. 大氣長波2. 阻塞高壓和切斷低壓3. 極地渦旋4. 高空低壓槽和切變線二. 溫帶氣旋與反氣旋1. 氣旋和反氣旋概述：氣旋和反氣旋的定義、范圍、強(qiáng)度、分類2. 溫帶氣旋：溫帶氣旋的結(jié)構(gòu)和天氣、溫帶氣旋

12、的發(fā)展3. 溫帶反氣旋：冷性反氣旋和寒潮、移動(dòng)性反氣旋第三節(jié) 低緯度主要天氣系統(tǒng)一 . 副熱帶高壓1. 概述2. 結(jié)構(gòu)和天氣3. 西北太平洋副熱帶高壓：概述、活動(dòng)規(guī)律、對我國天氣的影響4. 青藏高壓二. 熱帶天氣系統(tǒng)1. 熱帶輻合帶2. 熱帶氣旋：定義和分類、臺(tái)風(fēng)第四節(jié) 對流性天氣系統(tǒng)1. 雷暴第七章 氣候系統(tǒng)的主要過程第一節(jié) 海氣相互作用一. 海氣之間的熱量交換1. 海洋是氣候系統(tǒng)的熱量儲(chǔ)存器2. 海洋是氣候系統(tǒng)的熱量調(diào)節(jié)器二. 海氣間的水分交換1. 海洋是大氣水汽的主要提供者2. 氣候系統(tǒng)中的水分循環(huán)三. 海氣間的動(dòng)量交換1. 大氣環(huán)流與洋流2. 洋流與氣候四. 海氣間相互作用的強(qiáng)信號(hào)厄爾

13、尼諾現(xiàn)象1. 有關(guān)概念2. 厄爾尼諾與大氣環(huán)流異常3. 影響第二節(jié) 陸氣相互作用一 . 地表能量收支二. 行星邊界層的發(fā)展三. 動(dòng)量交換四. 感熱交換五. 水汽交換與蒸發(fā)第三節(jié) 冰雪覆蓋與氣候的相互作用冰雪表面的輻射特性 二. 冰雪 - 大氣間的能量交換和水分交換三. 冰雪覆蓋與氣溫之間的反饋過程四. 冰雪與大氣環(huán)流和降水第四節(jié) 生物圈與氣候的相互作用一 . 人為熱的釋放與氣候二. 生物圈 -大氣圈之間的物質(zhì)交換及其氣候效應(yīng)1. 生物圈 -大氣圈之間的碳循環(huán)及其氣候效應(yīng)2.生物圈 -大氣圈之間的其它物質(zhì)交換及其氣候效應(yīng)三. 人類活動(dòng)對下墊面的改變及其氣候效應(yīng)第八章 世界氣候的分布規(guī)律第一節(jié) 世界氣候分布的基本規(guī)律一. 世界氣候的緯度地帶性分布規(guī)律：天文輻射與天文氣候帶二. 世界氣候的非地帶性分布特征1. 大氣環(huán)流與氣候2. 海陸分布與氣候：海陸分布對氣溫的影響、海陸分布對降水的影響、海陸分布與風(fēng)、海 洋性氣候與大陸性氣候3. 地形與氣候：地形與氣溫、地形與降水、地形與地方性風(fēng)第二節(jié) 主要?dú)夂驇Ш蜌夂蛐鸵? 氣候分類法簡介：二. 柯本氣候分類法的改進(jìn)第三節(jié) 局地氣候一. 山地氣候城市氣候第九章 氣候變化第一節(jié) 當(dāng)代氣候研究的特點(diǎn)和進(jìn)展一. 當(dāng)代