成信工《動力氣象學(xué)》教學(xué)大綱

《動力氣象學(xué)》教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)、地位和作用動力氣象學(xué)是大氣科學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，屬專業(yè)主干課、核心必修課。該課程系統(tǒng)地講述旋轉(zhuǎn)大氣運動的基本規(guī)律，介紹研究大氣運動的基本方法和重要結(jié)論，為數(shù)值天氣預(yù)報、氣候?qū)W等后繼課程提供必要的理論基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)對象、目的和要求該課程適用于大氣科學(xué)專業(yè)全日制普通本科學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)初步掌握旋轉(zhuǎn)大氣運動特別是大尺度運動的基本特征，用動力學(xué)觀點處理大氣問題的基本方法以及主要結(jié)果。要求學(xué)生對大氣動力學(xué)基本概念有較深入的了解，能夠系統(tǒng)地掌握大氣運動的基本方程及其變形，掌握大氣中的主要波動類型和小擾動方法，掌握大氣中存在的主要的不穩(wěn)定現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，掌握熱帶大氣動力學(xué)的特征及其與中、高緯度的差異，并具有綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。教學(xué)基本要求：（1）教學(xué)方法：課堂講授＋課堂提問＋課后答疑（包括Email答疑）；（2）教學(xué)手段：板書及計算機投影；（3）英語、計算機要求：了解專業(yè)名詞的英文稱謂，能用計算機程序設(shè)計語言或數(shù)學(xué)工具軟件解答計算性問題。三、課程的相關(guān)課程及其關(guān)系本課程的先修課：多元微積分、矢量分析與場論、常微分方程、數(shù)學(xué)物理方法、大學(xué)物理、大氣物理學(xué)、大氣流體力學(xué)。本課程的后續(xù)課：數(shù)值天氣預(yù)報、天氣診斷分析、氣候?qū)W、動力氣象學(xué)提高。本課程與其它課程的聯(lián)系與分工：大氣作用力、大氣平衡風(fēng)場、大氣熱力學(xué)內(nèi)容在"大氣物理學(xué)"中講授；中緯度天氣尺度運動的診斷方程及應(yīng)用在"天氣學(xué)原理"和"天氣診斷分析"中講授；地形坐標(biāo)系在"數(shù)值天氣預(yù)報"中講授。熱帶天氣系統(tǒng)在"中國天氣"中講授。四、課程內(nèi)容及學(xué)時分配總學(xué)時：72學(xué)時第一章

大氣邊界層（12學(xué)時）§1

大氣邊界層及其特征（了解）§2

邊界層中風(fēng)隨高度的變化規(guī)律（理解）§3

二級環(huán)流、Ekman抽吸和旋轉(zhuǎn)減弱（掌握）§4

Ekman數(shù)和Richardson數(shù)（了解）重、難點：邊界層中風(fēng)隨高度的變化規(guī)律，Ekman抽吸和旋轉(zhuǎn)減弱。第二章大氣能量學(xué)（8學(xué)時）§1

大氣能量的主要形式（了解）§2

鉛直氣柱中各種能量的比較（理解）§3

能量方程與能量守恒（了解）§4

大氣中的能量轉(zhuǎn)換事實（掌握）§5

大尺度大氣運動的能量循環(huán)過程（掌握）重、難點：大氣中能量的主要形式，動能方程，能量轉(zhuǎn)換事實與能量循環(huán)。第三章大氣波動（24學(xué)時）§1

波動的基本概念（了解）§2

微擾法與方程組的線性化（掌握）§3

大氣聲波（了解）§4

重力外波和重力內(nèi)波（掌握）§5

慣性振蕩與慣性波（理解）§6

水平無輻散的Rossby波（掌握）§7

有水平輻合輻散的Rossby波（理解）§8

大氣混合波—慣性重力外波（掌握）§9

群速度，波的頻散效應(yīng)（理解）重、難點：微擾法，重力波和羅斯貝波，相速度和群速度，波動與天氣系統(tǒng)的聯(lián)系。第四章地轉(zhuǎn)適應(yīng)過程（8學(xué)時）§1

地轉(zhuǎn)偏差與地轉(zhuǎn)適應(yīng)過程（了解）§2

天氣變化過程的階段性（理解）§3

地轉(zhuǎn)適應(yīng)的機制（掌握）§4

地轉(zhuǎn)適應(yīng)的尺度理論（掌握）重、難點：適應(yīng)過程和演變過程的特點，地轉(zhuǎn)適應(yīng)的機制。第五章

波動的不穩(wěn)定理論（12學(xué)時）§1

波動穩(wěn)定度概念（了解）§2

慣性不穩(wěn)定（理解）§3

正壓不穩(wěn)定（掌握）§4

斜壓不穩(wěn)定（理解）§5

K—H不穩(wěn)定（理解）

重、難點：正壓不穩(wěn)定、斜壓不穩(wěn)定的概念、穩(wěn)定度條件、與天氣系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展的聯(lián)系。第六章

熱帶大氣動力學(xué)（8學(xué)時）§1

熱帶大氣運動的主要特征（了解）§2

熱帶大氣運動的尺度分析（了解）§3

熱帶大氣波動（理解）§4

熱帶擾動發(fā)生、發(fā)展的機制（掌握）§5

熱帶氣旋結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析（理解）重、難點：熱帶大氣的基本特征，熱帶波動，CISK理論。五、實踐環(huán)節(jié)的要求本科課程無單獨的實踐環(huán)節(jié)，課程重點在于理論知識的講授。六、作業(yè)（習(xí)題）要求通過布置作業(yè)加深對基本概念的理解，練習(xí)用動力學(xué)觀點分析和處理大氣問題的基本方法，掌握大氣動力學(xué)的基本原理和主要分析結(jié)論。作業(yè)量：共計40題左右，其中第一章7題，第二章6題，第三章13題，第四章4題，第五章6題，第六章4題。七、考核考試環(huán)節(jié)：課堂測驗＋期末考試，考試形式為閉卷，AB兩套試題隨機抽取1套，內(nèi)容涵蓋教學(xué)大綱所要求的各章內(nèi)容，題型以名稱解釋、判斷是非、填空、問答、計算、證明、推導(dǎo)為主。成績＝平時成績(課堂考勤、作業(yè)、測驗)×20％＋期末考試成績×80％。試題庫采用本院李國平二次開發(fā)的"動力氣象試題庫管理及試卷生成系統(tǒng)"。教案采用自編的電子教案，其中含調(diào)用及自己開發(fā)設(shè)計的CAI課件。八、教材與主要參考書1、教材《大氣動力學(xué)》（上、下），劉式適、劉式達，北京大學(xué)出版社，1991《動力氣象學(xué)》，呂美仲等，氣象出版社，2004《新編動力氣象學(xué)