《动力气象学》教学大纲

成都信息工程学院大气科学系

课程教学大纲

课程编号 E08 开课单位大气科学系

开课对象本科生（学士）适用专业大气科学

课程名称动力气象学

Meteorology

课程英文名称 Dynamic

年 8 月 30 日

撰写人及职称李国平，教授撰写日期 2005

审定人教研室主任：范广洲 2005年8月 31日，系主任：李国平2005年 9 月1日课内总学时 80 学分 5 课程性质

专业基础课

核心必修课

开课学期第5学期教学方式讲授

作者版次出版社出版时间课程教材名称级别（统编、面向21世

纪、获奖）

大气动力学（上、下）教育部优秀教材二等奖刘式适、刘式达第一版北京大学出版社1991

主要参考书名称

动力气象学吕美仲等第一版气象出版社2004

1、课程的性质和目的

（写明本课程的授课对象，在人才培养过程中的地位及作用，学生通过学习该课程后，在思想、知识和能力等方面应达到的目标。）

动力气象学是大气科学专业一门重要的专业基础课，属专业主干课、核心必修课，学分：4。该课程系统地讲述旋转大气运动的基本规律，介绍研究大气运动的基本方法和重要结论，为数值天气预报等后继课程提供必要的理论基础。

通过本课程的学习，学生应初步掌握旋转大气运动特别是大尺度运动的基本特征，用动力学观点处理大气问题的基本方法以及主要结果。

2、课程教学内容

（本课程主要内容，课程的重、难点，并分章节详细编写内容及要求。按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次写明各章节的主要内容和应达到的要求。）

第一章 大气边界层（14学时）

§1 大气边界层及其特征 （了解）

§2 边界层中风随高度的变化规律（理解）

§3 二级环流、Ekman抽吸和旋转减弱（掌握）

§4 Ekman数和Richardson数（了解）

重、难点：边界层中风随高度的变化规律，Ekman抽吸和旋转减弱。

第二章 大气能量学（10学时）

§1 大气能量的主要形式 （了解）

§2 铅直气柱中各种能量的比较（理解）

§3 能量方程与能量守恒（了解）

§4 大气中的能量转换事实（掌握）

§5 大尺度大气运动的能量循环过程（掌握）

重、难点：大气中能量的主要形式，动能方程，能量转换事实与能量循环。

第三章 大气波动（24学时）

§1 波动的基本概念（了解）

§2 微扰法与方程组的线性化（掌握）

§3 大气声波（了解）

§4 重力外波和重力内波（掌握）

§5 惯性振荡与惯性波（理解）

§6 水平无辐散的Rossby波（掌握）

§7 有水平辐合辐散的Rossby波（理解）

§8 大气混合波—惯性重力外波（掌握）

§9 群速度，波的频散效应（理解）

重、难点：微扰法， 重力波和罗斯贝波，相速度和群速度。

第四章 地转适应过程（8学时）

§1 地转偏差与地转适应过程（了解）

§2 天气变化过程的阶段性（理解）

§3 地转适应的机制（掌握）

§4 地转适应的尺度理论（掌握）

重、难点：适应过程和演变过程的特点，地转适应的机制。

第五章 波动的不稳定理论（14学时）

§1 波动稳定度概念（了解）

§2 惯性不稳定（理解）

§3 正压不稳定（掌握）

§4 斜压不稳定（理解）

§5 K—H不稳定（理解）

重、难点：正压不稳定、斜压不稳定的概念、稳定度条件、与天气系统发生、发展的联系。

第六章 热带大气动力学（10学时）

§1 热带大气运动的主要特征（了解）

§2 热带大气运动的尺度分析（了解）

§3 热带大气波动（理解）

§4 热带扰动发生、发展的机制（掌握）

§5热带气旋结构的动力学分析（理解）

重、难点：热带大气的基本特征，热带波动，CISK理论

3、课程教学的基本要求

（各教学环节的安排、要求。教学环节主要包括：课堂讲授、实验（实习）、作业、课程设计、考试等。其中，课堂讲授：包括教学方法、手段、外语、计算机应用等要求，教学辅助资料如：习题集、库，试题集、库，CAI课件等要求；实验环节：主要写实验的内容及要求；作业方面：主要写明布置习题达到的目的，并分章节写出布置的题量；考试环节：写明考试的形式和内容。）

（1） 课堂讲授：60学时，习题课：20学时

（2） 教学方法：课堂讲授＋课堂提问＋课后答疑（包括Email答疑）

（3） 教学手段：多媒体投影

（4） 英语、计算机要求：了解专业名词的英文称谓，能用计算机程序设计语言或数学工具软件解答计算性问题。

（5） 教学辅助资料：习题集采用《地球流体力学及动力气象习题集》（李国平编，成都信息工程学院印刷，2001）；试题库采用李国平二次开发的“动力气象试题库管理及试卷生成系统”。教案采用自编的电子教案，其中含调用及自己开发设计的CAI课件。

（6） 作业：通过布置作业加深对基本概念的理解，练习用动力学观点分析和处理大气问题的基本方法，掌握大气动力学的基本原理和主要分析结论。作业量：共计40题左右，其中第一章7题，第二章6题，第三章13题，第四章4题，第五章6题，第六章4题。

考试环节：期中测验＋期末考试，考试形式为闭卷，AB两套试题随机抽取1套，内容涵盖教学大纲所要求的各章内容，题型以名称解释、判断是非、填空、问答、计算、证明、推导为主。

成绩＝平时成绩(课堂考勤、课堂提问、课堂讨论、作业、测验)×20％＋期末考试成绩×80％

4、本课程与其它课程的联系与分工

（指出本课程的先修课及后续课，提出本课程在教学内容及教学环节等方面与相关课程的联系与分工。）

本课程的先修课：多元微积分、矢量分析与场论、常微分方程、数理方程、大学物理、大气物理基础、地球流体力学。

本课程的后续课：数值天气预报、天气诊断分析、气候动力学、流体力学与动力气象提高。

本课程与其它课程的联系与分工：大气作用力、大气平衡风场、大气热力学内容在“大气物理基础”中讲授；中纬度天气尺度运动的诊断方程及应用在“天气学原理”和“天气诊断分析”中讲授；地形坐标系在“数值天气预报”中讲授。热带天气系统在“中国天气”中讲授。