气象学与气候学大纲(共13页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上气象学与气候学大纲一. 本大纲简介：1. 以现代气候学理论的客体气候系统为框架，将各章节组织成一个能引导学生认识学科基本要点的有机整体。讲授时除了基本概论外，强调整体与部分的联系。授课时数为72学时，具体授课内容可根据课时调整增减。2. 内容取材主要基于地理学科特点，根据地理学与气候学的学科新近发展和专业需求，重点是地球表层学系统相关内容，立足于大气圈，强调和其他圈层的相互作用，也关注全球大气环境变化的新内容。 二. 本大纲目的：1. 明确将地理学系各专业本科生作为授课对象，为教师提供教学思路。2. 纲要的基本出发点是从专业基础课开始，就要致力于培养学生的现代地理学的科学素质，即从系统科学的角度来认识和解决地理学问题，让学生在认识大气圈的同时，更了解它和其他圈层的相互作用及其对全球变化的影响。 三. 授课大纲： 第一章 引 论第一节 气象学、气候学研究的对象、任务和发展简史 一. 气象学与气候学研究的对象和任务二. 气象学与气候学研究的发展简史三. 气象学与气候学和自然地理学的关系四. 全书结构第二节 气候系统概述  一. 气候系统的基本概念1.气候与气候系统2.大气圈3.水圈、陆面、冰雪圈和生物圈二. 气候系统的基本性质1.气候系统是一个复杂的、高度非线性的、开放的巨系统2.气候系统的热力学和动力学属性3.气候系统的稳定性4.气候系统的反馈过程5.气候系统的可预报性三. 气候系统演变的时空尺度第二章 气候系统的热力过程第一节 辐射的基本知识一. 辐射的基本概念1.辐射2.辐射能基本特征量：  辐射通量、辐射通量密度、物体的放射能力、辐射强度等3.物体对辐射的反射、吸收与透射二. 物理辐射基本定律1.普朗克定律2.斯蒂芬波尔兹曼定律3.维恩位移定律4.基尔霍夫定律5.比尔-布格-朗伯定律第二节 太阳辐射传输过程太阳辐射、太阳辐射光谱、太阳常数一. 到达大气上界的太阳辐射1.影响到达大气上界的太阳辐射的因素2.大气上界太阳辐射的时空分布特征二. 太阳辐射在大气中的减弱1.大气对太阳辐射的吸收2.大气对太阳辐射的散射3.大气对太阳辐射的反射4.太阳辐射在大气中的减弱规律三. 到达地面的太阳辐射1.到达地面的太阳直接辐射2.到达地面的太阳散射辐射3.到达地面的太阳总辐射四. 地面对太阳辐射的反射第三节 地-气系统的长波辐射传输过程 一. 地面辐射和大气长波辐射1.地面辐射2.大气辐射二. 地气间的长波辐射交换1.大气对地面辐射的吸收2.地面有效辐射第四节 全球能量平衡 一. 气候系统的辐射收支辐射差额1.地面辐射差额2.大气辐射差额3.地气系统辐射差额二. 全球能量平衡第五节 大气热力学基础 一. 热力学的基本概念与方程1.热力学基本概念：    系统的平衡态和非平衡态、系统的态函数（主要介绍系统的内能和熵的概念）、过程（过程、准静态过程与非静态过程、可逆过程与不可逆过程）、系统与外界交换能量的方式2.大气状态方程：    描述大气状态的主要物理量主要气象要素、理想气体大气状态方程、干空气和湿空气状态方程二. 应用于大气的热力学基本定律1.热力学第一定律2.热力学第二定律*三. 空气的增温和冷却过程1.气温的非绝热变化过程2.大气中的干绝热过程：    干绝热过程中气温变化的原因、干绝热方程、干绝热直减率、位温3.大气中的湿绝热过程：    湿绝热过程中气温变化的原因、湿绝热直减率、假相当位温第六节 大气温度的时空分布 一. 气温的时间变化1.气温的周期性变化：气温的日变化、气温的年变化2.气温的非周期性变化二. 气温的空间分布1.气温的水平分布：    影响气温水平分布的因素（纬度、季节、海陆、地形）、气温水平分布的基本特征2.气温的垂直变化：    对流层中气温随高度变化的一般规律、大气中的逆温现象（辐射逆温、下沉逆温、平流逆温等）第三章 大气圈的静力学特征 第一节 静力学方程与压高公式一. 大气静力学方程1.静力学方程的推导2.静力学方程的讨论：单位气压高度差、单位高度气压差、应用二. 压高公式1.压高公式的推导2.压高公式的应用第二节 气压场的基本形式一. 气压场的表示方法1.基本概念：等高面、等压线、等压面、等高线、位势高度2.海平面气压场的表示3.高空气压场的表示二. 气压场的基本形式1.海平面气压场的基本形式2.空气压场的基本形式第三节 气压的时空分布 一. 气压随时间的变化1.气压随时间变化的原因：气压随时间变化的实质、水平气流的辐合和辐散与气压变化、密度平流与气压变化、垂直运动与气压变化2.随时间变化的规律：气压的周期性变化（日变化、年变化）、气压的非周期变化二. 气压系统及其随高度的变化：气压系统的概念1.温压场对称系统2.温压场不对称系统第四节 大气稳定度 一. 大气静力稳定度的概念二. 大气静力稳定度的判断1.大气静力稳定度的判别公式2.大气静力稳定度的判断：大气状态曲线、大气层结曲线3.条件性不稳定三. 位势不稳定1.整层气层升降对气层静力稳定度的影响2.位势不稳定（对流性不稳定）第四章  大气圈的动力学特征 第一节 大气运动方程 一. 作用于大气的力1.气压梯度力2.地转偏向力3.惯性离心力4.摩擦力二. 大气运动方程三. 大气运动的尺度分析1.大气运动的尺度分析2.大气运动方程简化及地转近似3.垂直运动方程的简化和准静力近似第二节 大气的水平和垂直运动 一. 自由大气的水平运动1.地转风：地转风的定义、形成、大小和方向、风压定律2.梯度风： 梯度风的定义、形成、大小和方向、地转风和梯度风的比较3.地转风随高度的变化热成风：正压和斜压的概念、热成风原理、地转风随高度变化的基本类型、热成风原理的应用4.偏差风*二. 摩擦层中空气的水平运动三. 空气的垂直运动第三节 大气环流 大气环流的概念 一. 大气环流的形成1.太阳辐射的不均匀分布与大气环流2.地球自转与大气环流3.下垫面不均匀性与大气环流二. 大气环流的平均状况1.平均纬向环流（水平、垂直）2.平均经圈环流3.平均水平环流的基本特征：海平面气压场的基本特征、高空水平流场的基本特征三. 大气环流的变化1.大气环流的年变化2.大气环流的中、短期变化、环流指数第五章 大气圈中的水汽 第一节 云、雾、降水形成的物理学基础一. 表示大气湿度的物理量1.绝对湿度2.水汽压3.相对湿度4.比湿5.温度露点差二. 影响饱和水汽压的因素1.蒸发面的温度对饱和水汽压的影响2.蒸发面的性质对饱和水汽压的影响3.蒸发面的形状对饱和水汽压的影响三.影响蒸发的因素1.水源2.热源3.大气湿度4.蒸发面附近水汽的扩散能力四. 大气中水汽凝结（华）的条件1.大气中的水汽达到饱和或过饱和：大气中水汽由未饱和达到饱和的途径：一是增加空气中的水汽；二是降温2.凝结（华）核第二节 地表面和大气中的凝结现象 一. 地表面的凝结（华）现象1.露和霜2.雨凇和雾凇二. 大气中的凝结（华）现象1.雾：雾、雾的形成、雾的种类2.云：形成云的宏观过程（系统性的上升气流、对流运动、波动）、云的分类及其特征第三节 云、雾、降水形成的微物理过程 一. 云滴的凝结（华）增长二. 云滴的碰并增长1.重力碰并2.其它碰并过程3.冰晶与冰晶、冰晶与云滴之间的碰并三. 雨、雪、冰雹的形成1.雨的形成2.雪的形成3.冰雹的形成四. 人工影响云、雾和降水1.人工降雨2.人工消雾3.人工防雹第四节 全球降水的分布 一. 降水概述1.降水、降水量2.降水的种类二. 世界降水分布第六章 大气圈的天气系统气候系统的短期过程第一节 气团和锋 一. 气团1.气团的形成2.气团的变性3.气团的分类4.我国境内的气团活动二. 锋1.锋的概念2.锋的特征3.锋的分类和天气第二节 中高纬主要天气系统 一. 中高纬度高空主要天气系统1.大气长波2.阻塞高压和切断低压3.极地涡旋4.高空低压槽和切变线二. 温带气旋与反气旋1.气旋和反气旋概述：气旋和反气旋的定义、范围、强度、分类2.温带气旋：温带气旋的结构和天气、温带气旋的发展3.温带反气旋：冷性反气旋和寒潮、移动性反气旋第三节 低纬度主要天气系统 一. 副热带高压1.概述2.结构和天气3.西北太平洋副热带高压：概述、活动规律、对我国天气的影响4.青藏高压二. 热带天气系统1.热带辐合带2.热带气旋：定义和分类、台风第四节 对流性天气系统 1.雷暴第七章 气候系统的主要过程第一节 海气相互作用一. 海气之间的热量交换1.海洋是气候系统的热量储存器2.海洋是气候系统的热量调节器二. 海气间的水分交换1.海洋是大气水汽的主要提供者2.气候系统中的水分循环三. 海气间的动量交换1.大气环流与洋流2.洋流与气候四. 海气间相互作用的强信号厄尔尼诺现象1.有关概念2.厄尔尼诺与大气环流异常3.影响第二节 陆气相互作用 一. 地表能量收支二. 行星边界层的发展三. 动量交换四. 感热交换五. 水汽交换与蒸发第三节 冰雪覆盖与气候的相互作用一. 冰雪表面的辐射特性二. 冰雪-大气间的能量交换和水分交换三. 冰雪覆盖与气温之间的反馈过程四. 冰雪与大气环流和降水第四节 生物圈与气候的相互作用一. 人为热的释放与气候二. 生物圈-大气圈之间的物质交换及其气候效应1.生物圈-大气圈之间的碳循环及其气候效应2.生物圈-大气圈之间的其它物质交换及其气候效应三. 人类活动对下垫面的改变及其气候效应第八章 世界气候的分布规律第一节 世界气候分布的基本规律一. 世界气候的纬度地带性分布规律：天文辐射与天文气候带二. 世界气候的非地带性分布特征1.大气环流与气候2.海陆分布与气候：海陆分布对气温的影响、海陆分布对降水的影响、海陆分布与风、海洋性气候与大陆性气候3.地形与气候：地形与气温、地形与降水、地形与地方性风第二节 主要气候带和气候型 一. 气候分类法简介：二. 柯本气候分类法的改进第三节 局地气候一. 山地气候二. 城市气候第九章 气候变化第一节 当代气候研究的特点和进展一. 当代气候研究的特点二. 当代气候研究的主要课题第二节 地质与历史时期的气候变化一. 地质时期的气候变化1.地质时期气候变化的研究方法2.地质时期的气候变化二. 历史时期的气候变化1.历史时期气候变化的研究方法2.中国历史时期气候变化的主要研究成果第三节 近百年的气候变化一. 近百年气候变化的主要特点二. 近百年气候变化的主要原因第四节 年际变化与气候异常一. 准两年振荡二. ENSO现象三. 区域性遥相关四. 一些特殊的气候现象专心-专注-专业