成信工《天氣學原理》教學大綱

《天氣學原理》教學大綱一、課程基本情況

課程名稱天氣學原理PrinciplesofSynopticMeteorology課程編號AT127091學分4.5課程類別■核心□必修□任選□限選執(zhí)行學期5課程學時及其分配總學時學時分配72講授70實驗2實習0上機0開課單位大氣科學學院大氣科學教研室適用專業(yè)大氣科學學院大氣科學專業(yè)對應培養(yǎng)標準1.2應用核心工程基礎知識和原理1.3高級工程基礎知識2.2實驗中探尋知識先修課程地球流體力學、大氣物理基礎教材與參考文獻推薦教材：[1]

天氣學原理與方法，朱乾根，氣象出版社參考教材：[1]現(xiàn)代天氣學原理，伍榮生，高等教育出版社[2]天氣學，梁必騏，氣象出版社[3]天氣學，林元弼，南京大學出版社

二、課程性質(zhì)與作用天氣學是大氣科學中最早創(chuàng)立的一門重要的分支學科，是后來眾多天氣預報分支學科的奠基學科，也是至今國內(nèi)外天氣預報業(yè)務中的基礎理論和方法。在大氣科學中占有重要的地位。因此，《天氣學原理》是大氣科學本科專業(yè)的主要專業(yè)基礎課、核心必修課，本學科主干課程，也是碩士研究生入學考試的兩門專業(yè)課之一。本課程的主要任務是，使學生掌握天氣學預報的基本概念、基本理論和基本分析方法，并為后續(xù)課程提供必要的理論基礎。三、培養(yǎng)目標與標準本課程適用于大氣科學本科專業(yè)。本課程主要介紹天氣學的經(jīng)典理論：大氣運動的基本特征；鋒面理論；氣旋與反氣旋的理論；大氣環(huán)流的概況和大氣長波理論；天氣系統(tǒng)和天氣形勢的天氣學預報方法。通過本課程的學習，能使學生系統(tǒng)掌握作天氣預報的天氣學基本原理和基本方法。本課程是在"地球流體力學"、"大氣物理基礎"等專業(yè)基礎課程之后開設。并與"動力氣象學"、"天氣分析與預報"等專業(yè)基礎課程同時并舉開課。本課程的后續(xù)課程為"中國天氣"、"天氣學提高""天氣預報畢業(yè)實習"等專業(yè)課程。以上課程內(nèi)容上互相聯(lián)系，互為支持。本課程還為"衛(wèi)星氣象學"、"中長期天氣預報"、"統(tǒng)計天氣預報"等專業(yè)課程提供必要的理論基礎。本課程具體完成培養(yǎng)方案中以下指標，重點完成指標1.2、1.3。

一級指標二級指標教學要求1．技術基礎知識(理工類參考)1．專業(yè)基礎知識(文管類參考)1.2應用核心工程基礎知識和原理T1.3高級工程基礎知識2．個人能力和專業(yè)能力2.2實驗中探尋知識U

注：該表所列指標可對照培養(yǎng)方案中所列指標來解釋。I：介紹，指從教、學活動中、從生活經(jīng)驗和社會經(jīng)驗等多種信息渠道獲得知識，側(cè)重知識的獲取，沒有實訓要求。T：講授，指教、學活動中由教師引導開展的基礎測試或練習，匹配有課程討論、課后研討等環(huán)節(jié)。U：運用，指以學生為主導，通過實練而形成的對完成某種任務所必須的活動方式，匹配有課程的三級項目或其它實踐環(huán)節(jié)。四、理論教學內(nèi)容與學時分配章標題章節(jié)主要內(nèi)容（知識點）重點、難點提要學時其他說明第1章大氣運動的基本特征1、影響大氣運動的作用力大氣運動基本方程組、地轉(zhuǎn)風、梯度風、熱成風和地轉(zhuǎn)偏差，上述概念的方程式及其物理意義。14講授2、控制大氣運動的基本方程組3、風場和氣壓場的關系第2章氣團與鋒1、氣團鋒的概念與分類；鋒面附近溫度場、氣壓場、變壓場和風場的特征；鋒生公式及其物理意義。14講授2、鋒的概念與鋒面坡度3、鋒面附近氣象要素場的特征4、鋒生與鋒消第3章氣旋與反氣旋1、氣旋、反氣旋的特征和分類氣旋、反氣旋的特征和分類；渦度方程、位勢傾向方程與ω方程的物理意義；溫帶氣旋發(fā)生發(fā)展的物理過程和溫壓場結(jié)構(gòu)。

12講授2、渦度與渦度方程3、位勢傾向方程與ω方程4、溫帶氣旋與反氣旋第4章大氣環(huán)流1、大氣平均流場特征與季節(jié)轉(zhuǎn)換大氣環(huán)流的平均概況；控制大氣環(huán)流的四個基本因子；大氣長波理論；阻塞高壓和高空急流的特征；我國冬夏環(huán)流基本特征。18講授2、控制大氣環(huán)流的基本因子與大氣環(huán)流的基本模型3、極地環(huán)流概況4、西風帶大型擾動5、急流6、東亞環(huán)流基本特征第5章天氣系統(tǒng)及天氣形勢的預報法1、天氣系統(tǒng)的外推預報法天氣系統(tǒng)的運動學預報法；高空和地面天氣形勢預報的基本方程式及其物理意義。12講授2、天氣系統(tǒng)的運動學預報法3、高空天氣形勢預報的基本方程4、地面天氣形勢預報的基本方程5、地形和摩擦的影響

五、實踐（實驗、上機）教學內(nèi)容與學時分配

項目序號項目名稱內(nèi)容和要求項目學時項目性質(zhì)實踐形式項目類型每組人數(shù)其他說明1水槽內(nèi)模擬大氣邊界層發(fā)展室內(nèi)水槽實驗是根據(jù)相似理論，以水為介質(zhì)在實驗室內(nèi)模擬平坦下墊面均勻加熱條件下的對流邊界層的發(fā)展過程。實驗穩(wěn)定性及可重復性好，在邊界層模擬、參數(shù)化研究及模型驗證等方面不失為一種很好的途徑。本實驗即通過水槽模擬大氣邊界層的發(fā)展。1必選實驗驗證1課內(nèi)完成2模擬?？寺鼘影？寺鼘邮侵冈诖髿膺吔鐚由喜康膶哟危蠹s在100m

到1~1.5km，即為上部邊界層。埃克曼層的主要特點是湍流摩擦力、氣壓梯度力和柯氏力同等重要；物理量的垂直梯度遠大于水平梯度；下墊面對自由大氣的影響通過該層向上傳送；風向、風速隨高度的變化呈螺線規(guī)律。為了更深刻的認識該層三力作用的特點以及氣流在該層的運動特點，我們利用轉(zhuǎn)盤來模擬埃克曼層。1必選實驗驗證1課內(nèi)完成

如開出多個項目供