《大气边界层物理学》课程教学的几点思考

础的湍流统计理论 ， 在应用 中又 以半 经验理论 为主。实验方
法则是以野外观测及室 内模型实验 同时进行。同时 ， 几十 近
年来， 由于计算机速度的不断提高， 大气边界层的数值模拟
收稿 日期 ： １ 一 １— ５ ２ １ Ｏ ２ ０
实践环节以及 大气边界层数值模拟环节 。
《 大气边界层物理学》 课程 为大气科 学各专业 本科及研 究生的学科基础课 ， 同时可 作环 境科学 、 洋科学 和应用力 海 学等专业研究生选修 课。该课 程针对 不 同学 科背 景交叉 的
研究生 ， 重点介绍 大气边界层 物 理最基 本的 内容 ， 括大气 包
边界层 的特征 ， 大气边 界层 的主要 数学 物理工具 ， 描述 大气 湍流理论 ， 大气边界层的半经验相似理论 、 数值模 拟、 大气污 染 扩散 以及大气边界层探 测的原理 和方法等 。 笔 者根据近几 年在 本科 和研究生 课程教 学过 程 中的经 验及认识体会 ， 分析和探讨 当前课程状况 以及亟需进行 的教 学改革 工作 ， 以期提高该课程的教学质量 。
１ 课程 内容 及课程设计
当 ， 前 本科与硕士研究生教学都偏重于基础概念及 理论
的教学 ， 相应的实践环节还需从 教学大纲 、 教学 内容 、 关教 相 材等方面进行 全面的改进 。
２ 讲义及教材编著
对 于本科生 ， 该课 程 内容设计 为通过 课程学 习 ， 学生 使 掌握大气边界层物理 的基本 概念 、 基本 理论 、 基本 的研究方
２ １ ３月 ０ １年 第２ ４卷第 ２期
黑龙江生态工程职业学院学报
Ｊｕ ａ ｏ ｅ ｏｇ ａｇＶ ｃｔｎｌ ｎｔｕ ｆ ｃｌ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ｏ ｒ ｌ ｆ ｉｎ ｊｎ ｏａｏ ａ Ｉｓｔｔ ｏ ｏ ｇ ａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ｎ Ｈ ｌ ｉ ｉ ｉ ｅ Ｅ ｏｃ ｎ ｉ
的生命和工程活动绝 大多数都是发 生在这一层次 内 ， 以大 所 气边界层 的研究又与工业 、 、 事 、 通以及城市规划和 农业 军 交
生态环境保护等紧密相关。
边界层理论教学外 ， 行相应 的大气 边界层 探测实践 ， 进 使学 生掌握 观测 试验 及 数据 分析 的 方法 也是该 门课 程 的关 键。 此外 ， 于研究生 ， 对 还应加 设一 定课 时的边界层数 值模拟 上 机实践课程 。即本 科生课 程设计 主要包 括基础概 念与基础 理论的学 习 ， 以及大气 边界层 平均 场湍流 场的观测 实践、 上 机数据分析实 践等环节 。而硕 士研究生 本身具有 基本概念 和理论的基础 ， 因此课程内容主要包括进一步 的基本理论 的 学习 、 大气边界层平 均场湍 流场 的观测实 践、 数据 分析上 机
法、 相关进展 、 目前存在的难以攻克的 问题等 展开讲解 ， 为学 生能够从事相关研究提供 良好的知识平台。 大气边界层 的基本研究 方法通 常是采用 理论 和实验相
结合 ， 以实 验为 主。理论 上有 以混合 长理 论 和相似 理 论 并
（ 量纲分析） 为基础的半经验 理论及 以概 率论数理 统计为 基
大气边界层指离地面 １ ｋ 范围的大气层最底下 的一 —２ ｉ ｎ 个薄层 ， 它是大气 与地球表 面直 接发生 相互作 用 的层 次 ， 与 天气 、 气候 以及大气环境研究有非常 密切的关系 。由于人类
研究方法成为 一种 常用 的研究手段 。 因此 ， 该课程的特色应在于理论 教学与野外观测及 上机 实习等实践课程并重 ， 即在本科教学 过程 中除 了应注重大气
究生教学。
法， 为将来从 事天气 、 气候 、 大气环境等相 关领域的业务及研 究工作 打下基础 。而对于研究 生 ， 在基本 知识 已经掌握 的基 础上 ， 还应针 对天气、 气候 、 空气污染 、 环境工程 、 态环 境等 生 学生不同学科 背景 交叉 的状 况 ， 点对 大 气边 界层 研究 方 重
国内《 大气边界层物理学 》 教学 可选 的参 考书主要包 括 《 边界层气象学导论》 、 边界层气 象学教 程》 Ｊ《 … 《 、边界层
气象学基础》 、大气边界层动力学》 等。 ｊ《
以上参考书 中，边 界层 气 象学 导论》 较为系统 全 面 《 地 阐述了早期 大气边界 层基 本理论 、 观测 手段 、 数值模拟 等 内容 ， 念清晰 、 概 推导严 谨 、 由浅人深 ， 并且包 括相 当数量 的 习题 ， 是大气边界层入 门学 习 的最 佳教材 ， 然而该 书相对 较 为全 面宽 泛 ， 内容 较 多 ， 且 已 绝 版。《 界 层 气 象学 教 并 边 程》 与《 界层 气象 学 基础 》 两 本 书 内容相 对集 中 、 边 系 统 ， 大气科学类本科生教学 ， 是同样 已绝版 ， 适合 但 无法作为 理论课教材。赵鸣等 ２０ 年新 版的《 ０６ 大气边界层动力学》 可购买 ， 但是该书偏重边界层动力学方面 ， 内容艰深 ， 合研 适
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《 大气边界层物理学》 课程教学 的几点思考
王咏薇 朱 彬
（ 京信 息工程大学 大气物理学 院 ， 京 ２０ ４ ） 南 南 １０４
ห้องสมุดไป่ตู้
摘
要 ： 大气边界层物理 学》 就《 课程本 身的特 色， 本科 与硕士教 学教 材选择 、 学 内容及课程 设计、 学方式 教 教
及方 法的差异进行 了探 讨， 并对科 学研究及气 象业务发展对该课程的需求进行 了总结， 从而指明 了该 门课程 当前进
行教 学改革的重点与方向。
关键词 ： 大气边界层物理 学； 本科教 学； 士教 学； 硕 教学改革
中图分类号 ：６ ２ ０ Ｇ ４ ． 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４— ３ １２ １ ） ２— １０— ２ １７ ６ ４ （０ １ ０ ０ ｌ ０