《基础气象学》教学大纲.doc

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1、基础气象学教学大纲一、基本信息课程名称基础气象学课程编号1242035英文名称Fundamental Meteorology课程类型科类基础课总学时36理论学时36实验学时0实践学时0学分2预修课程高等数学、物理适用对象生态学、环境科学、资源环境与城乡规划管理等专业课程简介本课程系统地介绍各种基本气象要素及其时空变化规律和天气学、气候学、小气候等方面的基础理论知识。主要包括：地球大气的概况，基本气象要素（日照、辐射、温度、湿度、降水、蒸发、气压、风、云等）及其时空变化规律，大气环流，天气系统和中国主要的天气过程（寒潮天气过程、大型降水天气过程、台风天气过程、对流性天气过程等），气象灾害，气候和

2、中国气候，小气候以及资源气象、环境气象、生物气象。通过本课程的教学，使学生系统地掌握气象科学的基本理论，并能够结合生产和生活实际加以综合分析、灵活应用，提高专业素质，为今后的学习、工作和研究打下基础。二、教学目标及任务基础气象学课程是生态学、环境科学、资源环境与城乡规划管理等专业的科类基础课。通过基础气象学课程的教学，使学生系统地掌握各种基本气象要素及其时空变化规律和天气学、气候学、小气候等方面的基础理论知识，熟悉与生物环境密切相关的气象条件的形成、演变规律和中国的主要天气、气候状况，并能够将所学知识与生产和生活实际相结合，综合分析，灵活应用。三、学时分配教 学 课 时 分 配章节章节内容讲课

3、实验实践合计绪论气象学概述1001第一章地球大气2002第二章辐射5005第三章温度4004第四章大气中的水分4004第五章气压和风3003第六章大气环流3003第七章天气系统和天气过程6006第八章气象灾害2002第九章气候4004第十章资源、环境、生物气象2002合计360036四、教学内容及教学要求绪 论 气象学概述气象与气象学的概念，气象学的研究对象、研究内容、分支学科、发展概况。本章教学要求：掌握 气象与气象学的概念，气象学的研究对象。了解 气象学的研究内容、分支学科、发展概况。第一章 地球大气第一节 大气的组成 1. 干洁大气 2. 臭氧和二氧化碳 3. 水汽和大气杂质习题要点：大

4、气中臭氧和二氧化碳的分布，臭氧、二氧化碳、水汽和大气杂质在气象学上的意义。第二节 大气的铅直结构1. 大气的热力学分层2. 大气的其它分层方法及大气上界习题要点：大气热力学分层的依据及分层，各层在温度铅直分布和大气铅直运动上的基本特征，对流层大气的主要特征。第三节 气象要素习题要点：气象要素及天气现象的概念和分类。本章重点难点：臭氧、二氧化碳、水汽和大气杂质在气象学上的意义，大气热力学分层的依据及各层在温度铅直分布和大气铅直运动上的基本特征。本章教学要求：掌握：大气中臭氧和二氧化碳的分布，大气热力学分层的依据及分层，对流层大气的主要特征，气象要素及天气现象的概念和分类。理解：臭氧、二氧化碳、水

5、汽和大气杂质在气象学上的意义，大气热力学分层各层在温度铅直分布和大气铅直运动上的基本特征。了解：地球大气的主要组成成分，大气中常见的光、电、声现象。第二章 辐射第一节 辐射的基本知识 1. 辐射的概念及其特征 2. 辐射的基本定律习题要点：辐射的概念、度量及单位，辐射的基本定律。第二节 太阳辐射 1. 日地关系和太阳视运动 2. 太阳常数和太阳辐射光谱 3. 大气对太阳辐射的减弱习题要点：昼夜长短的变化和一年四季的形成，太阳高度角和太阳方位角的概念及计算，日照时数、可照时间和光照时间的概念，可照时间的变化规律，太阳常数，大气对太阳辐射的减弱方式。第三节 地面辐射平衡方程 1. 直接辐射、散射辐

6、射、总辐射、反射辐射和短波净辐射 2. 地面辐射、大气逆辐射和长波净辐射 3. 地面辐射差额习题要点：地面辐射平衡方程，直接辐射、散射辐射、总辐射、反射辐射、短波净辐射、地面辐射、大气逆辐射、长波净辐射和地面辐射差额的概念及影响因素，地面辐射差额的日、年变化规律。本章重点难点：可照时间的变化规律，直接辐射、散射辐射、总辐射、反射辐射、短波净辐射、地面辐射、大气逆辐射、长波净辐射和地面辐射差额的概念及影响因素。本章教学要求：掌握：辐射的概念、度量及单位，太阳高度角、太阳方位角、日照时数、可照时间和光照时间的概念，地面辐射平衡方程。理解：昼夜长短的变化和一年四季的形成，可照时间的变化规律，直接辐射

7、、散射辐射、总辐射、反射辐射、短波净辐射、地面辐射、大气逆辐射、长波净辐射和地面辐射差额的概念及影响因素，地面辐射差额的日、年变化规律。了解：辐射的基本定律，太阳高度角和太阳方位角的计算，太阳常数和太阳辐射光谱，大气对太阳辐射的减弱方式。第三章 温度第一节 热量收支 1. 物质的热属性 2. 热量交换方式 3. 地面热量收支方程习题要点：热容量、导热率和导温率的概念及影响因素，地面热量交换方式，大气热量交换方式，活动面和活动层的热量收支方程。第二节 土壤温度和水体温度 1. 地面温度与热量收支 2. 土壤温度的变化 3. 水体温度习题要点：征表温度周期性变化的特征量，地面温度与热量收支的关系，

8、土温变化的影响因素，土壤温度的日、年变化及铅直分布。第三节 空气温度 1. 空气温度的时间变化 2. 空气温度的空间分布 3. 空气温度的绝热变化和大气稳定度习题要点：空气温度的日、年变化及影响因素，空气温度的水平分布和铅直分布，逆温及其成因，空气温度的绝热变化和大气静力稳定度的判别。本章重点难点：活动面和活动层的热量收支方程，土壤温度的日、年变化及铅直分布，空气温度的日、年变化及影响因素，空气温度的绝热变化和大气静力稳定度的判别。本章教学要求：掌握：热容量、导热率和导温率的概念及影响因素，地面热量交换方式，大气热量交换方式，征表温度周期性变化的特征量。理解：活动面和活动层的热量收支方程，地面

9、温度与热量收支的关系，土温变化的影响因素，土壤温度的日、年变化及铅直分布，空气温度的日、年变化及影响因素，空气温度的水平分布和铅直分布，逆温及其成因，空气温度的绝热变化和大气静力稳定度的判别。了解：水体的热量平衡特征，水面温度的日、年变化，水体温度的铅直分布。第四章 大气中的水分第一节 空气湿度 1. 空气湿度参量 2. 空气湿度的时间变化习题要点：水汽压及饱和水汽压、相对湿度、饱和差、露点温度的概念及影响因素，水汽压、相对湿度的日、年变化规律。第二节 蒸发和蒸散 1. 水面蒸发 2. 土壤蒸发 3. 农田蒸散 习题要点：蒸发速率和水面日蒸发量的概念，道尔顿蒸发公式，水面蒸发速率的影响因素。第

10、三节 凝结和凝结物 1. 凝结条件 2. 凝结物习题要点：水汽发生凝结的条件，大气中的降温冷却凝结过程，地面凝结物的种类及成因，雾的划分，云的主要分类及云量。第四节 降水 1. 降水的特征量和种类 2. 降水的形成 3. 干燥度习题要点：降水量、降水强度、降水变率的概念，降水的种类及等级划分，干燥度的概念及划分指标。本章重点难点：水汽压、相对湿度、饱和差、露点温度的概念及影响因素，水汽压、相对湿度的日、年变化规律，道尔顿蒸发公式及水面蒸发速率的影响因素，降水变率、干燥度的概念，降水的种类及等级划分。本章教学要求：掌握：水汽压及饱和水汽压、相对湿度、饱和差、露点温度的概念及影响因素，蒸发速率和水

11、面日蒸发量的概念，雾的划分，云的主要分类及云量，降水量、降水强度、降水变率、干燥度的概念，降水的种类及等级划分。理解：水汽压、相对湿度的日、年变化规律，道尔顿蒸发公式，水面蒸发速率的影响因素，水汽发生凝结的条件，大气中的降温冷却凝结过程，地面凝结物的种类及成因。了解：比湿、混合比和绝对湿度的概念，土壤蒸发、植物蒸腾和农田蒸散，云的具体分类，形成降水的宏观条件和微观过程，干燥度的划分指标。第五章 气压和风第一节 气压 1. 气压随高度的变化 2. 水平气压场习题要点：气压的概念及单位，大气静力学方程，海平面气压场、高空气压场及基本的气压系统。第二节 作用于空气的力 1. 水平气压梯度力 2. 水

12、平地转偏向力 3. 惯性离心力 4. 摩擦力习题要点：水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、摩擦力的大小和方向。第三节 风 1. 自由大气层中的风 2. 摩擦层中的风习题要点：风的阵性，自由大气层、摩擦层中空气的受力情况和风的状况，白贝罗风压定律。本章重点难点：海平面气压场、高空气压场，自由大气层、摩擦层中空气的受力情况和风的状况，白贝罗风压定律。本章教学要求：掌握：气压的概念及单位，海平面气压场、高空气压场及基本的气压系统。理解：大气静力学方程，水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、摩擦力的大小和方向，风的阵性，自由大气层、摩擦层中空气的受力情况和风的状况，白贝罗风压定律。了解：

13、压高公式，摩擦层中风的变化。第六章 大气环流第一节 大气环流 1. 单圈环流 2. 三圈环流 3. 大气活动中心习题要点：三圈环流模式，气压带和行星风带，北半球的大气活动中心。第二节 季风 1. 季风的概念及地理分布 2. 东亚季风 3. 南亚季风习题要点：季风的概念，东亚季风和南亚季风的主要成因。第三节 地方性风 1. 海陆风 2. 山谷风 3. 焚风习题要点：海陆风、山谷风和焚风的概念及成因。本章重点难点：三圈环流、气压带、行星风带和大气活动中心的形成，东亚季风和南亚季风的主要成因，海陆风、山谷风和焚风的成因。本章教学要求：掌握：三圈环流模式，气压带和行星风带，北半球的大气活动中心，季风、

14、海陆风、山谷风和焚风的概念。理解：三圈环流、气压带、行星风带和大气活动中心的形成，东亚季风和南亚季风的主要成因，海陆风、山谷风和焚风的成因。了解：东风带和西风带，急流，季风指数及季风的地理分布，中国季风与印度季风的主要差异，峡谷风。第七章 天气系统和天气过程第一节 天气系统 1. 气团 2. 锋 3. 气旋 4. 反气旋 5. 高空槽脊 6. 切变线、低涡、低空急流习题要点：气团、锋、气旋和反气旋的概念及分类，我国境内的气团，冷锋、暖锋、静止锋和锢囚锋天气模式，东亚气旋，西伯利亚高压和太平洋副热带高压，西风带槽脊，切变线、低涡和低空急流。第二节 天气系统 1. 寒潮天气过程 2. 大型降水天气

15、过程 3. 台风天气过程 4. 对流性天气过程习题要点：寒潮天气的主要特征，寒潮的强度标准，冷空气的源地和路径，中国雨带的移动与东部地区雨季，梅雨的概念、特征及相关术语，梅雨天气形势，热带气旋的分级，台风的活动季节，台风的结构和天气，台风路径，雷暴的概念和分类，雷暴天气的主要特征。第三节 气象业务与气象服务 1. 气象业务 2. 气象服务本章重点难点：气团、锋、气旋和反气旋的概念及分类，我国境内的气团，冷锋、暖锋、静止锋和锢囚锋天气模式，西伯利亚高压和太平洋副热带高压，副高南北移动、中国雨带进退与东部地区雨季，寒潮的强度标准，梅雨的概念及相关术语，梅雨天气形势，热带气旋的分级，台风的结构和天气

16、。本章教学要求：掌握：气团、锋、气旋和反气旋的概念及分类，西伯利亚高压和太平洋副热带高压，西风带槽脊，切变线、低涡和低空急流，寒潮天气的主要特征，寒潮的强度标准，梅雨的概念、特征及相关术语，热带气旋的分级，台风的活动季节，雷暴的概念和分类。理解：我国境内的气团，冷锋、暖锋、静止锋和锢囚锋天气模式，东亚气旋，副高的南北移动与中国雨带的进退，冷空气的源地和路径，中国雨带的移动与东部地区雨季，梅雨天气形势，台风的结构和天气，台风路径，雷暴天气的主要特征。了解：天气系统的尺度划分，锋面气旋天气模式，阻塞高压和切断低压，冷空气的强度划分，寒潮天气形势，华南前汛期，华北和东北雨季，台风的编号和命名，台风的

17、源地，台风的形成与生命史，强雷暴的结构和天气，气象业务与气象服务。第八章 气象灾害第一节 旱灾、干热风、洪涝与湿害 1. 旱灾 2. 干热风 3. 洪涝与湿害习题要点：旱灾、干热风、洪涝与湿害的概念、分类及防御措施。第二节 冷害、霜冻、冻害和热害 1. 冷害 2. 霜冻 3. 冻害 4. 热害习题要点：冷害、霜冻、冻害的概念、分类及防御措施，热害的概念及防御措施。第三节 风害、雹灾、白灾和黑灾 1. 风害 2. 雹灾 3. 黑白灾习题要点：风害的概念、分类及防御措施，雹灾、黑白灾的概念及防御措施。本章重点难点：旱灾、干热风、洪涝与湿害、冷害、霜冻、冻害、热害、风害、雹灾、黑白灾的概念及防御措施

18、，旱灾、干热风、洪涝与湿害、冷害、霜冻、冻害、风害的分类。本章教学要求：掌握：旱灾、干热风、洪涝与湿害、冷害、霜冻、冻害、热害、风害、雹灾、黑白灾的概念，旱灾、干热风、洪涝与湿害、冷害、霜冻、冻害、风害的分类。理解：旱灾、干热风、洪涝与湿害、冷害、霜冻、冻害、热害、风害、雹灾、黑白灾的防御措施。了解：旱灾、干热风、洪涝与湿害、冷害、霜冻、冻害、热害、风害、雹灾、黑白灾的时空分布，旱灾、干热风、洪涝与湿害、霜冻、黑白灾的指标。第九章 气候第一节 气候的形成因素 1. 气候形成的辐射因素 2. 气候形成的下垫面因素 3. 气候形成的环流因素 4. 人类活动对气候的影响习题要点：我国年总辐射差额的时

19、空分布及其对温度的影响，海陆分布、地形、海气相互作用和洋流对气候的影响，我国大气环流的基本状况，人类活动影响气候的主要方式。第二节 世界气候及其分类 1. 气候带 2. 气候型 3. 气候分类习题要点：气候带的划分，各气候带的主要特征，各气候型的主要特征。第三节 中国气候 1. 中国气候特征 2. 中国辐射、温度、降水的分布特征 3. 季节的划分习题要点：中国气候的主要特征，季风的空间分布、属性和进程，中国温度和降水的主要时空分布特征，气候四季和自然天气季节的划分第四节 农业气候 1. 世界农业气候 2. 中国农业气候习题要点：中国东部季风农业气候大区、西北干旱农业气候大区和青藏高原农业气候大

20、区的主要特征。第五节 小气候 1. 小气候 2. 农业小气候 3. 设施农业小气候习题要点：小气候的概念，农业措施的小气候效应，设施环境下的农业小气候。本章重点难点：辐射差额、海陆分布、地形、海气相互作用和洋流、大气环流对气候的影响，各气候带、气候型的主要特征，中国气候的主要特征，农业措施的小气候效应，设施环境下的农业小气候。本章教学要求：掌握：我国年总辐射差额的时空分布及其对温度的影响，我国大气环流的基本状况，人类活动影响气候的主要方式，气候带的划分，中国气候的主要特征，天文四季、气候四季和自然天气季节的划分，小气候的概念。理解：辐射差额、海陆分布、地形、海气相互作用和洋流、大气环流对气候的

21、影响，各气候带的主要特征，各气候型的主要特征，季风的空间分布、属性和进程，中国温度和降水的时空分布的主要特征，农业措施的小气候效应，设施环境下的农业小气候。了解：气候系统的概念及组成，瓦克环流、厄尔尼诺现象、南方涛动和ENSO，气候分类法，大陆度及中国的大陆性和海洋性气候区划，中国东部季风农业气候大区、西北干旱农业气候大区和青藏高原农业气候大区的主要特征，小气候的形成因素，农田小气候的特征，设施农业小气候的调控。第十章 资源、环境、生物气象第一节 资源气象 1. 资源气象学的主要理论基础 2. 世界气候资源和农业气候资源 3. 中国气候资源和农业气候资源第二节 环境气象 1. 人类生物气象 2

22、. 环境气象指数 3. 污染气象 4. 大气环境质量评价第三节 农业生物与气象 1. 大田作物与气象 2. 园艺植物与气象 3. 林业与气象 4. 畜牧与气象 5. 水产与气象本章教学要求：了解：资源气象、环境气象、农业生物与气象五、考核方式及要求基础气象学课程的考核方式主要包括平时课堂考核和期终闭卷考试。平时课堂考核针对学生的学习过程和基本知识的掌握进行考核，占总评成绩的3050%。期终闭卷考试针对学生基础理论的掌握、理解及综合分析应用能力进行考核，占总评成绩的5070%。六、推荐教材及教学参考书教 材：气象学第二版，包云轩等编著，中国农业出版社，2007年，ISBN：978-7-109-1

23、1878-2参考书：气象学南方本，包云轩等编著，中国农业出版社，2002年，ISBN：7-109-07448-X农业气象学，段若溪等编著，气象出版社，2002年，ISBN：7-5029-3279-8气象学与气候学基础第二版，李爱贞等编著，气象出版社，2004年，ISBN：7-5029-3201-1大气科学概论，徐玉貌等编著，南京大学出版社，2000年，ISBN：7-305-03496-7/P.120气象学与气候学第三版，周淑贞等编著，高等教育出版社，1997年，ISBN：7-04-006016-7七、说明任课教师应基本遵循本教学大纲进行基础气象学的课程教学，但可以根据学科发展、教材调整、教学改革和教学进度的需要作适当调整。大纲修订人：樊多琦大纲审定人：吴耀清修订日期：2008年11月20日