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《气象学与气候学》教学大纲

2016-05-19 作者:高卫东 解伏菊 点击次数:

《气象学与气候学》教学大纲

Meteorology and Climatology

课程编码:21A52004 学分:3.0 课程类别:专业基础课

计划学时:48 其中讲课:48 实验或实践:0 上机:0

适用专业:自然地理与资源环境

推荐教材:赵锦慧等主编,《气象学与气候学》,长江出版社,2014年。

参考书目:姜世中主编,《气象学与气候学》,科学出版社,2010年。

葛朝霞主编,《气象学与气候学》教程,中国水利水电出版社,2009年。

周淑贞主编,《气象学与气候学》(第三版),高等教育出版社,1997年。

周淑贞主编,《气象学与气候学实习教材》,高等教育出版社,1997年。

课程的教学目的与任务

本课程是自然地理与资源环境专业的专业基础课,包括气象学、天气学和气候学三部分主要内容。本课程教学目的是使学生能对大气的物理过程、天气的变化规律、气候的形成和变化有一定的了解,掌握气象学、天气学和气候学相关的基本知识和基本理论,从学科发展的新水平上来阐述、理解相关内容,尽量将课程的学习与专业课程紧密结合,为后续的相关课程的学习打下基础。

课程的基本要求

1、要求学生理解大气物理状况、辐射收支与热量平衡、大气运动力学和大气中水汽凝结、云雨形成,以及水分从地表面向大气的蒸发过程;要求学生掌握太阳总辐射、逆辐射、辐射差额及其分量的计算等。

2、要求学生理解天气系统和天气分析,会正确阅读、绘制天气图,能判断大气的稳定度、大气干湿状况,了解主要几个天气系统与我国天气特别是降水的关系,了解天气预报的基本思路和手段。

3、要求学生理解气候的形成和气候区划,以及人类活动与气候的相互作用、相互影响。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议(含课内实验)

第一章 引言 建议学时:4

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握气象学和气候学的基本概念以及在国民经济中的应用前景,概括了解大气的特性、组成和结构,同时掌握大气过程和状态常用的指标—气象要素以及主要气象要素在变化过程中的相互作用。

[教学重点与难点] 教学重点:气象学和气候学的研究对象以及为什么要学习这门课程;气象、气候的变化除与大气本身的特性有关外,还与其周围的水圈、冰雪圈、陆地(岩石)圈和生物圈有关;主要气象要素在变化过程中的相互作用即大气状态方程;气候系统中各圈层间的相互作用。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授为主,自学为辅

[授 课 内 容]

第一节 气象学、气候学的研究对象和任务

第二节 气象学与气候学发展简史

第三节 气候系统概述

第四节 有关大气的物理性质

第二章 大气的热能和温度 建议学时:8

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握辐射的基本知识;了解穿过大气层中的太阳辐射、到达地面的太阳辐射以及辐射能平衡的过程。

[教学重点与难点] 大气上界太阳辐射能的大小可用太阳常数表示;影响太阳辐射强弱最关键的因素是太阳高度角;大气层对太阳辐射以投射为主;太阳辐射强弱因太阳高度呈现规律性变化,大气透明度对太阳辐射影响;地面与大气、大气与大气间热量传输的重要方式;辐射差额的大小决定着地面温度的升降;地气系统的相互作用,全球辐射能是平衡的;通过太阳高度角的变化,理解地球表层早凉午热和冬寒夏暑的变化规律;对流层中气温随高度递减的原因;理解地面与大气、大气与大气间热量传输及辐射能平衡的原理。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授为主,插入大量图片

[授 课 内 容]

第一节 太阳辐射

第二节 地面和大气的辐射

第三节 大气的增温和冷却

第四节 大气温度随时间的变化

第五节 大气温度的空间变化

第三章 大气中的水分 建议学时:6

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握地球上的水分循环的过程;了解地球上水分循环过程对地、气系统的热量平衡和天气变化所起的作用。

[教学重点与难点] 蒸发和凝结相互转化的条件;大气中各种凝结物形成的条件;云滴增长为雨滴的过程;过冷却云或过冷却水滴的理解;降水形成过程。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授为主,结合讨论

[授 课 内 容]

第一节 蒸发和凝结

第二节 地表面和大气中的凝结现象

第三节 降水

第四章 大气的运动 建议学时:8

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握地球上由于下垫面热力差异,导致气压分布不均,从而产生了大气的水平运动,即形成了风;了解大气的运动使不同地区、不同高度间热量和水分得以传输和交换,使不同性质的空气得以相互接近、相互作用,直接影响天气、气候的形成和演变的规律。

[教学重点与难点] 教学重点:静力学方程及其物理意义,作用于空气的力的物理意义,风压定律,地转风、梯度风、热成风的意义及其与风速、风向、温度场的关系;教学难点:气压变化的原因,根据受力情况的不同,理解地转风、梯度风、热成风。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授为主

[授 课 内 容]

第一节 气压随高度和时间的变化

第二节 气压场

第三节 大气水平运动和垂直运动

第四节 大气环流

第五章 天气系统 建议学时:8

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握天气系统的时空尺度特征;了解由于天气系统内大气动力过程和热力过程的相互作用,而引起一个地区天气变化的原因。

[教学重点与难点] 教学重点:中高纬度天气系统与地面天气系统间发生、发展的关系,西太平洋副高对我国天气气候影响的重要性,台风形成的条件;教学难点:中高纬度天气系统的变化对我国天气气候的影响,低纬度天气系统与我国天气气候间的关系。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授为主,结合讨论

[授 课 内 容]

第一节 气团和锋

第二节 中高纬度天气系统

第三节 低纬度天气系统

第四节 对流性天气系统

第六章 气候的形成 建议学时:6

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握下垫面的基本特征;了解由于下垫面的不同所产生的气候差异。

[教学重点与难点] 教学重点:海洋性气候、大陆性气候、季风性气候的特点,地形对气候要素的影响,冰盖对大气环流的影响;教学难点:海温、洋流的变化对全球大气环流的影响,海陆差异对气候形成的影响。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授为主,分组讨论

[授 课 内 容]

第一节 气候形成的辐射因子

第二节 气候形成的环流因子

第三节 海陆分布对气候的影响

第四节 地形和地面特征与气候

第五节 冰雪覆盖与气候

第七章 气候带和气候型 建议学时:4

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握地球上气候的分布和分类特征;了解全球气温和降水的变化趋势以及气候分类方法各自的优缺点。

[教学重点与难点] 教学重点:全球气温和降水的分布特点,不同气候分类方法的优缺点,不同气候类型的差异;教学难点:影响气温和降水分布的原因,适合中国地区的气候分类方法。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授、讨论

[授 课 内 容]

第一节 气候带与气候型的划分

第二节 低纬度气候

第三节 中纬度气候

第四节 高纬度气候

第五节 高山气候

第八章 气候变化和人类活动对气候的影响 建议学时:4

[教学目的与要求] 通过本章的学习,基本掌握人类活动对气候影响的主要方面,了解人类活动对气候产生的有利和不利影响。

[教学重点与难点] 教学重点:人类活动产生的温室气体对气候所产生的影响,下垫面对气候的影响,城市化过程中所产生的气候效应;教学难点:温室气体变化对气候所产生的影响,城区气候效应对城市环境的影响。

[授 课 方 法] 多媒体教学,讲授、课题讨论

[授 课 内 容]

第一节 气候变化的史实

第二节 气候变化的因素

第三节 人类活动对气候的影响

撰稿人:高卫东 审核人:解伏菊

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