氣象學(xué)與氣候?qū)W教學(xué)大綱一.本大綱簡介：1.以現(xiàn)代氣候?qū)W理論的客體—?dú)夂蛳到y(tǒng)為框架，將各章節(jié)組織成一個能引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識學(xué)科基本要點(diǎn)的有機(jī)整體。講授時除了基本概論外，強(qiáng)調(diào)整體與部分的聯(lián)系。授課時數(shù)為72學(xué)時，具體授課內(nèi)容可根據(jù)課時調(diào)整增減。2.內(nèi)容取材主要基于地理學(xué)科特點(diǎn)，根據(jù)地理學(xué)與氣候?qū)W的學(xué)科新近發(fā)展和專業(yè)需求，重點(diǎn)是地球表層學(xué)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，立足于大氣圈，強(qiáng)調(diào)和其他圈層的相互作用，也關(guān)注全球大氣環(huán)境變化的新內(nèi)容。二.本大綱目的：1.明確將地理學(xué)系各專業(yè)本科生作為授課對象，為教師提供教學(xué)思路。2.綱要的基本出發(fā)點(diǎn)是從專業(yè)基礎(chǔ)課開始，就要致力于培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代地理學(xué)的科學(xué)素質(zhì)，即從系統(tǒng)科學(xué)的角度來認(rèn)識和解決地理學(xué)問題，讓學(xué)生在認(rèn)識大氣圈的同時，更了解它和其他圈層的相互作用及其對全球變化的影響。三.授課大綱：第一章引論第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W研究的對象、任務(wù)和發(fā)展簡史一.氣象學(xué)與氣候?qū)W研究的對象和任務(wù)二.氣象學(xué)與氣候?qū)W研究的發(fā)展簡史三.氣象學(xué)與氣候?qū)W和自然地理學(xué)的關(guān)系四.全書結(jié)構(gòu)第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述一.氣候系統(tǒng)的基本概念1.氣候與氣候系統(tǒng)2.大氣圈3.水圈、陸面、冰雪圈和生物圈二.氣候系統(tǒng)的基本性質(zhì)1.氣候系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、高度非線性的、開放的巨系統(tǒng)2.氣候系統(tǒng)的熱力學(xué)和動力學(xué)屬性3.氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性4.氣候系統(tǒng)的反饋過程5.氣候系統(tǒng)的可預(yù)報性三.氣候系統(tǒng)演變的時空尺度第二章氣候系統(tǒng)的熱力過程第一節(jié)輻射的基本知識一.輻射的基本概念1.輻射2.輻射能基本特征量：輻射通量、輻射通量密度、物體的放射能力、輻射強(qiáng)度等3.物體對輻射的反射、吸收與透射二.物理輻射基本定律1.普朗克定律2.斯蒂芬－波爾茲曼定律3.維恩位移定律4.基爾霍夫定律5.比爾-布格-朗伯定律第二節(jié)太陽輻射傳輸過程太陽輻射、太陽輻射光譜、太陽常數(shù)一.到達(dá)大氣上界的太陽輻射1.影響到達(dá)大氣上界的太陽輻射的因素2.大氣上界太陽輻射的時空分布特征二.太陽輻射在大氣中的減弱1.大氣對太陽輻射的吸收2.大氣對太陽輻射的散射3.大氣對太陽輻射的反射4.太陽輻射在大氣中的減弱規(guī)律三.到達(dá)地面的太陽輻射1.到達(dá)地面的太陽直接輻射2.到達(dá)地面的太陽散射輻射3.到達(dá)地面的太陽總輻射四.地面對太陽輻射的反射第三節(jié)地-氣系統(tǒng)的長波輻射傳輸過程一.地面輻射和大氣長波輻射1.地面輻射2.大氣輻射二.地—?dú)忾g的長波輻射交換1.大氣對地面輻射的吸收2.地面有效輻射第四節(jié)全球能量平衡一.氣候系統(tǒng)的輻射收支輻射差額1.地面輻射差額2.大氣輻射差額3.地—?dú)庀到y(tǒng)輻射差額二.全球能量平衡第五節(jié)大氣熱力學(xué)基礎(chǔ)一.熱力學(xué)的基本概念與方程1.熱力學(xué)基本概念：系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)、系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)（主要介紹系統(tǒng)的內(nèi)能和熵的概念）、過程（過程、準(zhǔn)靜態(tài)過程與非靜態(tài)過程、可逆過程與不可逆過程）、系統(tǒng)與外界交換能量的方式2.大氣狀態(tài)方程：描述大氣狀態(tài)的主要物理量——主要?dú)庀笠?、理想氣體大氣狀態(tài)方程、干空氣和濕空氣狀態(tài)方程二.應(yīng)用于大氣的熱力學(xué)基本定律1.熱力學(xué)第一定律2.熱力學(xué)第二定律*三.空氣的增溫和冷卻過程1.氣溫的非絕熱變化過程2.大氣中的干絕熱過程：干絕熱過程中氣溫變化的原因、干絕熱方程、干絕熱直減率、位溫3.大氣中的濕絕熱過程：濕絕熱過程中氣溫變化的原因、濕絕熱直減率、假相當(dāng)位溫第六節(jié)大氣溫度的時空分布一.氣溫的時間變化1.氣溫的周期性變化：氣溫的日變化、氣溫的年變化2.氣溫的非周期性變化二.氣溫的空間分布1.氣溫的水平分布：影響氣溫水平分布的因素（緯度、季節(jié)、海陸、地形）、氣溫水平分布的基本特征2.氣溫的垂直變化：對流層中氣溫隨高度變化的一般規(guī)律、大氣中的逆溫現(xiàn)象（輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫等）第三章大氣圈的靜力學(xué)特征第一節(jié)靜力學(xué)方程與壓高公式一.大氣靜力學(xué)方程1.靜力學(xué)方程的推導(dǎo)2.靜力學(xué)方程的討論：單位氣壓高度差、單位高度氣壓差、應(yīng)用二.壓高公式1.壓高公式的推導(dǎo)2.壓高公式的應(yīng)用第二節(jié)氣壓場的基本形式一.氣壓場的表示方法1.基本概念：等高面、等壓線、等壓面、等高線、位勢高度2.海平面氣壓場的表示3.高空氣壓場的表示二.氣壓場的基本形式1.海平面氣壓場的基本形式2.空氣壓場的基本形式第三節(jié)氣壓的時空分布一.氣壓隨時間的變化1.氣壓隨時間變化的原因：氣壓隨時間變化的實(shí)質(zhì)、水平氣流的輻合和輻散與氣壓變化、密度平流與氣壓變化、垂直運(yùn)動與氣壓變化2.隨時間變化的規(guī)律：氣壓的周期性變化（日變化、年變化）、氣壓的非周期變化二.氣壓系統(tǒng)及其隨高度的變化：氣壓系統(tǒng)的概念1.溫壓場對稱系統(tǒng)2.溫壓場不對稱系統(tǒng)第四節(jié)大氣穩(wěn)定度一.大氣靜力穩(wěn)定度的概念二.大氣靜力穩(wěn)定度的判斷1.大氣靜力穩(wěn)定度的判別公式2.大氣靜力穩(wěn)定度的判斷：大氣狀態(tài)曲線、大氣層結(jié)曲線3.條件性不穩(wěn)定三.位勢不穩(wěn)定1.整層氣層升降對氣層靜力穩(wěn)定度的影響2.位勢不穩(wěn)定（對流性不穩(wěn)定）第四章大氣圈的動力學(xué)特征第一節(jié)大氣運(yùn)動方程一.作用于大氣的力1.氣壓梯度力2.地轉(zhuǎn)偏向力3.慣性離心力4.摩擦力二.大氣運(yùn)動方程三.大氣運(yùn)動的尺度分析1.大氣運(yùn)動的尺度分析2.大氣運(yùn)動方程簡化及地轉(zhuǎn)近似3.垂直運(yùn)動方程的簡化和準(zhǔn)靜力近似第二節(jié)大氣的水平和垂直運(yùn)動一.自由大氣的水平運(yùn)動1.地轉(zhuǎn)風(fēng)：地轉(zhuǎn)風(fēng)的定義、形成、大小和方向、風(fēng)壓定律2.梯度風(fēng)：梯度風(fēng)的定義、形成、大小和方向、地轉(zhuǎn)風(fēng)和梯度風(fēng)的比較3.地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)：正壓和斜壓的概念、熱成風(fēng)原理、地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度變化的基本類型、熱成風(fēng)原理的應(yīng)用4.偏差風(fēng)*二.摩擦層中空氣的水平運(yùn)動三.空氣的垂直運(yùn)動第三節(jié)大氣環(huán)流大氣環(huán)流的概念一.大氣環(huán)流的形成1.太陽輻射的不均勻分布與大氣環(huán)流2.地球自轉(zhuǎn)與大氣環(huán)流3.下墊面不均勻性與大氣環(huán)流二.大氣環(huán)流的平均狀況1.平均緯向環(huán)流（水平、垂直）2.平均經(jīng)圈環(huán)流3.平均水平環(huán)流的基本特征：海平面氣壓場的基本特征、高空水平流場的基本特征三.大氣環(huán)流的變化1.大氣環(huán)流的年變化2.大氣環(huán)流的中、短期變化、環(huán)流指數(shù)第五章大氣圈中的水汽第一節(jié)云、霧、降水形成的物理學(xué)基礎(chǔ)一.表示大氣濕度的物理量1.絕對濕度2.水汽壓3.相對濕度4.比濕5.溫度露點(diǎn)差二.影響飽和水汽壓的因素1.蒸發(fā)面的溫度對飽和水汽壓的影響2.蒸發(fā)面的性質(zhì)對飽和水汽壓的影響3.蒸發(fā)面的形狀對飽和水汽壓的影響三.影響蒸發(fā)的因素1.水源2.熱源3.大氣濕度4.蒸發(fā)面附近水汽的擴(kuò)散能力四.大氣中水汽凝結(jié)（華）的條件1.大氣中的水汽達(dá)到飽和或過飽和：大氣中水汽由未飽和達(dá)到飽和的途徑：一是增加空氣中的水汽；二是降溫2.凝結(jié)（華）核第二節(jié)地表面和大氣中的凝結(jié)現(xiàn)象一.地表面的凝結(jié)（華）現(xiàn)象1.露和霜2.雨凇和霧凇二.大氣中的凝結(jié)（華）現(xiàn)象1.霧：霧、霧的形成、霧的種類2.云：形成云的宏觀過程（系統(tǒng)性的上升氣流、對流運(yùn)動、波動）、云的分類及其特征第三節(jié)云、霧、降水形成的微物理過程一.云滴的凝結(jié)（華）增長二.云滴的碰并增長1.重力碰并2.其它碰并過程3.冰晶與冰晶、冰晶與云滴之間的碰并三.雨、雪、冰雹的形成1.雨的形成2.雪的形成3.冰雹的形成四.人工影響云、霧和降水1.人工降雨2.人工消霧3.人工防雹第四節(jié)全球降水的分布一.降水概述1.降水、降水量2.降水的種類二.世界降水分布第六章大氣圈的天氣系統(tǒng)——?dú)夂蛳到y(tǒng)的短期過程第一節(jié)氣團(tuán)和鋒一.氣團(tuán)1.氣團(tuán)的形成2.氣團(tuán)的變性3.氣團(tuán)的分類4.我國境內(nèi)的氣團(tuán)活動二.鋒1.鋒的概念2.鋒的特征3.鋒的分類和天氣第二節(jié)中高緯主要天氣系統(tǒng)一.中高緯度高空主要天氣系統(tǒng)1.大氣長波2.阻塞高壓和切斷低壓3.極地渦旋4.高空低壓槽和切變線二.溫帶氣旋與反氣旋1.氣旋和反氣旋概述：氣旋和反氣旋的定義、范圍、強(qiáng)度、分類2.溫帶氣旋：溫帶氣旋的結(jié)構(gòu)和天氣、溫帶氣旋的發(fā)展3.溫帶反氣旋：冷性反氣旋和寒潮、移動性反氣旋第三節(jié)低緯度主要天氣系統(tǒng)一.副熱帶高壓1.概述2.結(jié)構(gòu)和天氣3.西北太平洋副熱帶高壓：概述、活動規(guī)律、對我國天氣的影響4.青藏高壓二.熱帶天氣系統(tǒng)1.熱帶輻合帶2.熱帶氣旋：定義和分類、臺風(fēng)第四節(jié)對流性天氣系統(tǒng)1.雷暴第七章氣候系統(tǒng)的主要過程第一節(jié)海氣相互作用一.海氣之間的熱量交換1.海洋是氣候系統(tǒng)的熱量儲存器2.海洋是氣候系統(tǒng)的熱量調(diào)節(jié)器二.海氣間的水分交換1.海洋是大氣水汽的主要提供者2.氣候系統(tǒng)中的水分循環(huán)三.海氣間的動量交換1.大氣環(huán)流與洋流2.洋流與氣候四.海氣間相互作用的強(qiáng)信號——厄爾尼諾現(xiàn)象1.有關(guān)概念2.厄爾尼諾與大氣環(huán)流異常3.影響第二節(jié)陸氣相互作用一.地表能量收支二.行星邊界層的發(fā)展三.動量交換四.感熱交換五.水汽交換與蒸發(fā)第三節(jié)冰雪覆蓋與氣候的相互作用一.冰雪表面的輻射特性二.冰雪-大氣間的能量交換和水分交換三.冰雪覆蓋與氣溫之間的反饋過程四.冰雪與大氣環(huán)流和降水第四節(jié)生物圈與氣候的相互作用一.人為熱的釋放與氣候二.生物圈-大氣圈之間的物質(zhì)交換及其氣候效應(yīng)1.生物圈-大氣圈之間的碳循環(huán)及其氣候效應(yīng)2.生物圈-大氣圈之間的其它物質(zhì)交換及其氣候效應(yīng)三.人類活動對下墊面的改變及其氣候效應(yīng)第八章世界氣候的分布規(guī)律第一節(jié)世界氣候分布的基本規(guī)律一.世界氣候的緯度地帶性分布規(guī)律：天文輻射與天文氣候帶二.世界氣候的非地帶性分布特征1.大氣環(huán)流與氣候2.海陸分布與氣候：海陸分布對氣溫的影響、海陸分布對降水的影響、海陸分布與風(fēng)、海洋性氣候與大陸性氣候3.地形與氣候：地形與氣溫、地形與降水、地形與地方性風(fēng)第二節(jié)主要?dú)夂驇Ш蜌夂蛐鸵?氣候分類法簡介：二.柯本氣候分類法的改進(jìn)第三節(jié)局地氣候一.山地氣候二.城市氣候第九章氣候變化第一節(jié)當(dāng)代氣候研究的特點(diǎn)和進(jìn)展一