教学目的、要求
本课程是大气科学专业博士、硕士研究生的学科基础课,同时也可作海洋科学、环境科学、地球物理专业研究生选修课。 本课程阐述各种系统之间的相互作用以及它们在全球大气环流中的功能。它将高等天气学、中尺度气象学和大气环流融合在一起加以讨论。通过本课的学习使学生掌握近代天气学的原理和方法。
预修课程
天气学原理和方法
教材
主要内容
前言(2学时) 1.高等天气学的基本特点; 2.近代天气学的主要进展: a.天气与气候的密切结合及其对天气预报业务的推动; b.中尺度天气学(强对流与暴雨)研究的主要成果; c.天气学理论的发展; d.数值预报及其相关预报技术的发展,其中包括超短时预报,短期预报,中期预报,特殊天气预报等,新的人机交互系统及可视化系统。 e.科学试验计划实施的推动,尤其是季风试验计划。 3.中国天气学的主要问题: a.暴雨问题是中国天气学研究和预报的核心问题; b.其他灾害性天气的研究和预报,尤其是台风的研究和预报; c.天气预报的主要发展方向。 第一章(8学时) 课程1:大气环流的基本知识(一)(2学时) 1. 大气环流的平均状况 2. 定长波的特征及其在大气环流中的作用; 3. 瞬变波的特征及其在大气环流中的作用 课程2:大气环流的基本知识(二):地气系统的角动量平衡(3学时) 1. 地球上的风系与角动量概念; 2. 角动量平衡方程及其时—空平均形式; 3. 大气中角动量的产生,耗损与输送; 4. 全球角动量的平衡与全球风系的维持。 课程3:大气环流的基本知识(三): 地气系统的能量平衡(3学时) 1. 大气中主要的能量形式; 2. 地气系统的辐射收支; 3. 能量收支方程及其应用; 4. 能量的经向输送与平衡; 5. 热带海洋在全球能量收支中的重要性。 第二章(12学时) 课程1:中纬度天气学系统(一):准地转理论和地转动量近似(3学时) 1. 准地转理论和地转动量近似介绍 2. 理论的应用 课程2:中纬度天气学系统(二):锋生与锋面—急流系统(6学时) 1. Sawyer—Eliassen次级环流方程及其应用; 2. 高空急流的次级环流及其对天气发展的重要性; 3. 高低空急流及高空急流与锋面系统的耦合; 课程3:中纬度天气系统(三):中纬度气旋(3学时) 1. 中纬度气旋的分类和基本特征; 2. 中纬度气旋的形成和发展的条件; 3. 中纬度气旋的动能收支; 4. 中纬度气旋的爆发性发展问题。 第三章(9学时) 课程1热带天气和天气系统(一)(3学时) 1. 热带大气的理论分析研究新进展; 2. 中低纬的相互作用; 课程 2:热带天气和天气系统(二):;亚洲季风及其对东亚天气的影响(3学时) 1. 亚洲季风系统; 2. 夏季风爆发的原因和季风的进退; 3. 季风区中的低频振荡; 4. 季风对东亚天气的影响; 5. 南海季风试验及其新结果。 课程3 热带天气和天气系统(三):台风(3学时) 1. 全球的热带气旋分布; 2. 台风的形成条件; 3. 台风的主要结构特征; 4. 台风的形成理论; 5. 台风路径概述。 第四章(9学时) 课程1 中尺度天气和天气系统(一):理论分析 1. 中尺度天气系统的不稳定理论; 2. 局地强风暴与中尺度对流系统形成条件; 课程2 中尺度天气和天气系统(二):局地强风暴和中尺度对流系统 1. 经典局地强风暴模型; 2. 局地强风暴与中尺度对流系统形成条件; 3. 重力波与对流系统; 4. 中尺度的反馈作用。 课程3 中尺度天气和天气系统(三):暴雨 1. 暴雨形成的基本条件; 2. 中国暴雨的主要特点和形成条件; 3. 中国历史上大暴雨的个例分析; 4. 暴雨预报的主要问题。 第五章(6学时) 课程1 大尺度地形对大气环流和天气的影响(一):青藏高原的热力与动力作用 1. 青藏高原的热力性质; 2. 青藏高原的热力作用对风场,湿度场及天气系统(高原高雅,切变线和低涡)的形象; 3. 青藏高原的动力作用; 4. 高原对背风气旋生成的影响; 课程2大尺度地形对大气环流和天气的影响(二):阻塞高压形成的理论 1. 阻塞高压的形成机制; 2. 阻塞高压的确定 3. 阻塞高压与梅雨的关系; 4. 阻塞高压与寒潮的关系; 第六章(6学时) 课程1 1. 平流层环流和天气系统的基本特征; 2. 平流层与对流层环流的联系; 课程2 1. 平流层的暴发性增温; 2. 热带平流层的准两年振荡; 第七章 天气分析与预报方法(3学时)