1、動(dòng)力氣象學(xué)IIIDynamic Meteorology III一、課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學(xué)分：2學(xué)分課程總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)，其中講課：32學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：第5學(xué)期先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、流體力學(xué)、大氣物理學(xué)、天氣學(xué)原理適用專業(yè)：大氣探測(cè)教材：動(dòng)力氣象學(xué)，氣象出版社，呂美仲等編者，2011年出版，第一版。開課單位：大氣科學(xué)學(xué)院數(shù)值預(yù)報(bào)系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)動(dòng)力氣象學(xué)是在熱力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地講述大氣的動(dòng)力、熱力過程和大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的一門專業(yè)核心課程。是專業(yè)培養(yǎng)方案中的主干課程，側(cè)重理論培養(yǎng)。目標(biāo)：結(jié)合后續(xù)課程中尺度天氣動(dòng)力學(xué)、熱帶天氣動(dòng)力學(xué)、大

2、氣環(huán)流等，使學(xué)生能深入地理解大氣動(dòng)力學(xué)的基本理論，了解近代動(dòng)力氣象學(xué)的主要進(jìn)展，掌握大氣運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)分析方法和基本原理，從而使學(xué)生具有一定的理論水平與科學(xué)研究能力，為將來從事氣象業(yè)務(wù)及研究工作打下基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)掌握大尺度大氣動(dòng)力學(xué)的基本原理和方法，掌握大氣動(dòng)力學(xué)主流理論和學(xué)說，并理解各理論、學(xué)說之間的有機(jī)聯(lián)系，了解大氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。強(qiáng)化培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)從實(shí)際過程中提出問題，利用大氣動(dòng)力學(xué)基本原理分析實(shí)際大氣過程的能力，培養(yǎng)通過對(duì)實(shí)際大氣過程的分析，提出所研究問題的物理模型、數(shù)學(xué)模型、求解方法，然后分析、認(rèn)識(shí)實(shí)際大氣過程規(guī)律和機(jī)理的能力。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第

3、一章緒論（2）1.1 動(dòng)力氣象學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)和方法簡(jiǎn)介1.2 動(dòng)力氣象學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史（1）了解動(dòng)力氣象學(xué)發(fā)展的背景、各階段的主要成果，強(qiáng)調(diào)動(dòng)力氣象學(xué)的發(fā)展是由對(duì)觀測(cè)現(xiàn)象的不斷深入認(rèn)識(shí)而推動(dòng)的，它是一門來自于氣象實(shí)踐的理論課程；（2）掌握動(dòng)力氣象學(xué)課程的性質(zhì)和內(nèi)容。重點(diǎn)：動(dòng)力氣象學(xué)在大氣科學(xué)中的地位和作用。難點(diǎn)：第二章大氣運(yùn)動(dòng)的基本方程組（5）2.1 空氣質(zhì)點(diǎn)所受的力及運(yùn)動(dòng)方程（1）2.2 質(zhì)量守恒定律-連續(xù)方程（1）2.3 狀態(tài)方程、熱力學(xué)方程、水汽方程（1）2.4 局地直角坐標(biāo)系中基本方程組（1）2.5 基本方程組的定解問題（1）（1）了解求解大氣運(yùn)動(dòng)閉合方程組的定解問題；（2）理解坐標(biāo)系的

4、選取方法，球坐標(biāo)系中的基本方程組；（3）掌握旋轉(zhuǎn)參照系、科氏力、壓力梯度力的概念，局地直角坐標(biāo)系中的基本方程組；掌握描寫大氣運(yùn)動(dòng)的基本物理過程及定律。重點(diǎn)：描寫大氣運(yùn)動(dòng)的基本物理過程及定律難點(diǎn)：第三章尺度分析與自由大氣中的風(fēng)場(chǎng)（5）3.1 尺度概念，大氣運(yùn)動(dòng)的分類（1）3.2 基本方程組的尺度分析（1）3.3 大尺度大氣平衡運(yùn)動(dòng)（1）3.4 熱成風(fēng)（1）3.5 靜力平衡，P坐標(biāo)系（1）（1）掌握尺度分析的基本概念和方法，Ro數(shù)的定義，靜力平衡的概念與p坐標(biāo)系的物理基礎(chǔ)，地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、地轉(zhuǎn)偏差的概念，斜壓大氣、正壓大氣、熱成風(fēng)的概念；掌握Ro數(shù)的物理意義和重要性。重點(diǎn)：Ro數(shù)的物理意義和重要性。難點(diǎn)

5、：地轉(zhuǎn)偏差、熱成風(fēng)。第四章大氣渦旋動(dòng)力學(xué)（6）4.1 環(huán)流與環(huán)流定理（2）4.2 渦度與渦度方程（1）4.3 鉛直渦度方程（2）4.4 位勢(shì)渦度方程（1）（1）了解位渦方程的推導(dǎo)，會(huì)初步應(yīng)用位渦守恒定律解釋實(shí)際過程；（2）掌握環(huán)流定理與渦度方程；大氣中渦旋系統(tǒng)演變的主要物理機(jī)制，解釋實(shí)際大氣中渦旋系統(tǒng)變化的機(jī)理；掌握位渦的概念。重點(diǎn)：大氣中渦旋系統(tǒng)演變的主要物理機(jī)制。難點(diǎn)：解釋實(shí)際大氣中渦旋系統(tǒng)變化的機(jī)理。第五章大氣中的基本波動(dòng)（14）5.1 波動(dòng)的基本概念（1）5.2 波群與群速度（1）5.3 微擾動(dòng)法，基本方程組的線性化（2）5.4 聲波（1）5.5 重力外波，重力慣性外波（3）5.6 重

6、力內(nèi)波（2）5.7 羅斯貝波（2）5.8 “噪音”與濾波（2）（1）了解聲波、重力內(nèi)波和慣性波的求解過程。（2）理解Rossby波上游效應(yīng)的概念，波動(dòng)濾波的概念及濾波條件；（3）掌握波動(dòng)的基本概念，單波與群波的概念，群速度的概念和求法，微擾動(dòng)的概念和線性化方法，聲波產(chǎn)生的物理機(jī)制，重力、慣性波產(chǎn)生和傳播的物理機(jī)制與性質(zhì)，重力外波的求解，浮力振蕩的概念，Rossby波產(chǎn)生的機(jī)制、性質(zhì)、物理模型及求解過程。重點(diǎn)：Rossby波產(chǎn)生的機(jī)制、性質(zhì)、物理模型及求解過程。難點(diǎn)：群速度的概念和求法，微擾動(dòng)的概念和線性化方法。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：5次，課程論文：篇；（2）考核方式：（閉卷考試）（3）總評(píng)成績(jī)計(jì)算方式：（平時(shí)成績(jī)10%、期中考試成績(jī)20%、期末考試成績(jī)70%）五、參考書目1、AN INTRODUCTION TO DYNAMIC METEOROLOGY, Academic Press；HOLTONJ. R. 2004，F(xiàn)ourth Version.2、動(dòng)力氣象學(xué)，氣象出版社；楊大升