《中尺度天氣動(dòng)力學(xué)》教學(xué)大綱

1、中尺度天氣動(dòng)力學(xué)Mesoscale weather dynamics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6學(xué)期先修課程： 天氣學(xué)原理，動(dòng)力氣象學(xué)，中國(guó)天氣，天氣學(xué)基礎(chǔ)，典型天氣過程分析適用專業(yè)： 大氣探測(cè)專業(yè)教 材：壽紹文等，中尺度天氣學(xué)（第二版），氣象出版社， 2009年。開課單位：大氣科學(xué)學(xué)院 動(dòng)力氣象系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)中尺度大氣動(dòng)力學(xué)及數(shù)值模擬是中尺度氣象學(xué)的主要內(nèi)容，是研究中尺度天氣系統(tǒng)及與其相聯(lián)系的嚴(yán)重災(zāi)害性天氣（如雷暴、暴雨、冰雹、龍卷、下?lián)舯┝鞯鹊龋┌l(fā)生、發(fā)展的動(dòng)力學(xué)機(jī)制和預(yù)報(bào)理論

2、及方法的學(xué)科。中小尺度氣象學(xué)是當(dāng)代大氣科學(xué)中最受人們關(guān)注的研究領(lǐng)域之一，在大氣科學(xué)中占有重要的地位。本課程是對(duì)這一領(lǐng)域的知識(shí)的概要介紹。全部教學(xué)內(nèi)容共九章，從第一章至第八章依次討論的內(nèi)容為：中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的特征；自由大氣非對(duì)流性中尺度環(huán)流；中尺度孤立對(duì)流系統(tǒng)；中尺度帶狀對(duì)流系統(tǒng)；中尺度對(duì)流復(fù)合體；鋒面氣旋及臺(tái)風(fēng)附近的中尺度雨帶；影響中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的因子；中尺度天氣的預(yù)報(bào)。內(nèi)容廣泛涉及當(dāng)今中尺度研究中的重要問題。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科國(guó)內(nèi)外的最新研究進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景有所了解。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第一章 中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的特征及控制方程組（ 4 學(xué)時(shí)）1.1 大氣運(yùn)

3、動(dòng)系統(tǒng)的尺度劃分（1學(xué)時(shí)）（1）掌握：中尺度的定義及尺度劃分方法1.2 中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征（1學(xué)時(shí)）（1）掌握中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征1.3 描述中尺度運(yùn)動(dòng)的方程組（2學(xué)時(shí)）（1）了解：對(duì)比理解掌握包辛尼斯克方程組、滯彈性近似方程組（2）理解：中尺度方程的基本推導(dǎo) （3）掌握：中尺度運(yùn)動(dòng)的描述方程重點(diǎn)：中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征難點(diǎn)：用于討論中小尺度天氣問題的方程組得簡(jiǎn)化依據(jù)。第二章 自由大氣非對(duì)流性中尺度環(huán)流（ 2 學(xué)時(shí)）2.1 自由大氣的重力波（1學(xué)時(shí)）（1）掌握：重力波的觀測(cè)特征、天氣背景2.2 重力波的發(fā)生發(fā)展（1學(xué)時(shí)）（1）理解：風(fēng)的垂直切變與重力波發(fā)生發(fā)展的關(guān)系（2）熟悉：重力

4、波的發(fā)生發(fā)展機(jī)制重點(diǎn)：重力波的結(jié)構(gòu)特征難點(diǎn)：重力波結(jié)構(gòu)及其對(duì)天氣的影響 第三章 中尺度孤立對(duì)流系統(tǒng)（ 4學(xué)時(shí)） 3.1 普通單體雷暴（0.5學(xué)時(shí)）（1）掌握普通單體雷暴的定義與基本特征3.2 多單體風(fēng)暴（1學(xué)時(shí)）（1）掌握多單體雷暴的定義與特征3.3 超級(jí)單體風(fēng)暴（1學(xué)時(shí)）（1）掌握超級(jí)單體風(fēng)暴的定義與特征3.4 龍卷風(fēng)暴（1學(xué)時(shí)）（1）掌握龍卷風(fēng)暴的定義與結(jié)構(gòu)特征3.5 下?lián)舯┝鳎?.5學(xué)時(shí)）（1）掌握下?lián)舯┝鞯亩x（2）理解下?lián)舯┝鞯男纬芍攸c(diǎn)：孤立對(duì)流系統(tǒng)的環(huán)流結(jié)構(gòu)與天氣特征難點(diǎn)：超級(jí)單體風(fēng)暴的云物理結(jié)構(gòu)，形成與發(fā)展機(jī)制第四章 中尺度帶狀對(duì)流系統(tǒng)（ 4學(xué)時(shí)）4.1 溫帶颮線系統(tǒng)（0.5學(xué)時(shí)

5、）（1）掌握溫帶颮線的定義與天氣特征4.2 中緯度颮線的形成方式及機(jī)制（2學(xué)時(shí)）（1）理解中緯度颮線的形成方式及機(jī)制4.3 具有前導(dǎo)線和尾隨層狀區(qū)型的颮線系統(tǒng)（1學(xué)時(shí)）（1）理解具有前導(dǎo)線和尾隨層狀區(qū)型的颮線系統(tǒng)4.4 颮線天氣過程的個(gè)例分析（0.5學(xué)時(shí)）（1）理解颮線過程的分析重點(diǎn)：颮線的天氣特征，環(huán)流結(jié)構(gòu)，形成機(jī)制難點(diǎn)：颮線在天氣過程的識(shí)別與分析第五章 鋒面氣旋及臺(tái)風(fēng)附近的中尺度雨帶（ 4學(xué)時(shí)）5.1 鋒面氣旋附近天氣尺度的降水機(jī)制（1學(xué)時(shí)）（1）掌握鋒面氣旋附近天氣尺度的降水機(jī)制5.2 鋒面附近的中尺度雨帶（0.5學(xué)時(shí)）（1）掌握鋒面附近的中尺度雨帶5.3 鋒面附近中尺度雨帶的成因（0.

6、5學(xué)時(shí)）（1）熟悉鋒面附近的中尺度雨帶成因5.4 地形對(duì)鋒面降水的影響（1學(xué)時(shí)）（1）了解地形對(duì)鋒面降水的影響5.5 臺(tái)風(fēng)附近的中尺度雨帶（1學(xué)時(shí)）（1）理解臺(tái)風(fēng)附近中尺度雨帶的成因（2）掌握臺(tái)風(fēng)附近的中尺度雨帶重點(diǎn)：鋒面氣旋附近的天氣尺度降水機(jī)制與中尺度雨帶特征；臺(tái)風(fēng)附近的中尺度雨帶難點(diǎn)：鋒面氣旋、臺(tái)風(fēng)附近中尺度雨帶成因第六章 中尺度對(duì)流復(fù)合體（ 4學(xué)時(shí)）6.1 中尺度對(duì)流復(fù)合體的特征和結(jié)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）（1）掌握中尺度對(duì)流復(fù)合體的特征與結(jié)構(gòu)6.2 MCC發(fā)展各階段的天氣尺度環(huán)境（1學(xué)時(shí)）（1）理解MCC發(fā)展各階段的天氣尺度環(huán)境6.3 大尺度環(huán)境中MCS加熱的作用（1學(xué)時(shí)）（1）了解大尺度環(huán)境中

7、MCS加熱的作用重點(diǎn)：中尺度對(duì)流復(fù)合體的定義，結(jié)構(gòu)特征難點(diǎn)：MCS的天氣學(xué)影響與認(rèn)識(shí)第七章 影響中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的因子（ 6學(xué)時(shí)）7.1 大氣位勢(shì)不穩(wěn)定性與對(duì)流的關(guān)系（1學(xué)時(shí)）（1）掌握位勢(shì)不穩(wěn)定性7.2 第二類條件性不穩(wěn)定與中尺度對(duì)流系統(tǒng)的關(guān)系（1學(xué)時(shí)）（1）理解第二類條件性不穩(wěn)定與中尺度對(duì)流的關(guān)系（2）掌握第二類條件性不穩(wěn)定定義7.3 條件性對(duì)稱不穩(wěn)定與中尺度對(duì)流系統(tǒng)的關(guān)系（1學(xué)時(shí)）（1）理解條件性對(duì)稱不穩(wěn)定的應(yīng)用（2）對(duì)比掌握位勢(shì)不穩(wěn)定性、第二類條件不穩(wěn)定、條件性對(duì)稱不穩(wěn)定的定義與區(qū)別7.4 環(huán)境熱力和動(dòng)力條件對(duì)對(duì)流風(fēng)暴強(qiáng)度和類型的綜合影響（1學(xué)時(shí)）（1）理解環(huán)境熱力和動(dòng)力條件對(duì)對(duì)

8、流風(fēng)暴強(qiáng)度和類型的綜合影響7.5 風(fēng)垂直切變對(duì)對(duì)流風(fēng)暴傳播的作用（1學(xué)時(shí)）（1）理解風(fēng)垂直切變對(duì)風(fēng)暴傳播的影響7.6 風(fēng)垂直切變對(duì)雷暴的組織和分裂作用（1學(xué)時(shí)）（1）了解風(fēng)垂直切變線對(duì)風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展的不同影響重點(diǎn)：位勢(shì)不穩(wěn)定性；第二類條件不穩(wěn)定；條件性對(duì)稱不穩(wěn)定的定義難點(diǎn)：風(fēng)垂直切變線對(duì)風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展的不同影響第八章 中尺度天氣的預(yù)報(bào)（ 4學(xué)時(shí)）8.1 中尺度天氣預(yù)報(bào)方法概論（2學(xué)時(shí)）（1）掌握中尺度天氣預(yù)報(bào)基本思路8.2 暴雨的分析和預(yù)報(bào)（1學(xué)時(shí)）（1）掌握暴雨的分析與預(yù)報(bào)8.3 強(qiáng)對(duì)流天氣的分析和預(yù)報(bào)（1學(xué)時(shí)）（1）掌握強(qiáng)對(duì)流天氣的分析與預(yù)報(bào)重點(diǎn)：中尺度天氣、暴雨與對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)基本思路難點(diǎn)：暴雨與強(qiáng)對(duì)流天氣的天氣分析與預(yù)報(bào)難點(diǎn)四、課程考核（1）作業(yè)和報(bào)告：作業(yè)：5次，課程論文0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)30%，期末考試成績(jī)70% 五、參考書目（1）壽紹文等，中尺度氣象學(xué)（第一版），氣象出版社， 2009年（2）壽紹文等，天氣學(xué)分析（第二版），