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科目代碼：805

 

科目名稱(chēng)：天氣動(dòng)力學(xué)

 

第一部分 目標(biāo)與基本要求

 

《天氣動(dòng)力學(xué)》主要涵蓋了《天氣學(xué)原理》、《中國(guó)天氣》及《動(dòng)力氣象學(xué)》三部分內(nèi)容。《天氣學(xué)原理》和《中國(guó)天氣》主要以天氣學(xué)理論揭示大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征并闡述天氣系統(tǒng)及天氣過(guò)程生、消演變規(guī)律以及影響中國(guó)的主要天氣過(guò)程。《動(dòng)力氣象學(xué)》在熱力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，研究大氣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力過(guò)程、熱力過(guò)程，從理論上探討大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)演變的過(guò)程、規(guī)律和機(jī)理。

 

要求學(xué)生掌握系統(tǒng)掌握天氣學(xué)和大氣動(dòng)力學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法，理解天氣系統(tǒng)演變的基本規(guī)律和機(jī)理，并理解各理論、學(xué)說(shuō)之間的有機(jī)聯(lián)系，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，能理論聯(lián)系實(shí)際并提高自己吸收新知識(shí)的能力。

 

第二部分具體內(nèi)容

 

第一章  大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

 

1. 了解大氣運(yùn)動(dòng)各作用力含義、表達(dá)式及理解其物理意義

 

2. 了解個(gè)別變化、局地變化、平流變化含義

 

3. 掌握連續(xù)方程推導(dǎo)，了解質(zhì)量散度、速度散度含義、表達(dá)式及其物理意義

 

4. 了解尺度分析含義、掌握并理解自由大氣中大尺度系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特征

 

5. 掌握Ro數(shù)的定義、物理意義和重要性

 

6. 理解大尺度系統(tǒng)熱力學(xué)能量方程的物理意義

 

7. 了解P坐標(biāo)系的優(yōu)越性

 

8. 了解位勢(shì)、位勢(shì)高度、位勢(shì)米、幾何米的概念

 

9. 理解等高面上水平氣壓梯度力可以用等壓面上位勢(shì)梯度或等壓面坡度表示

 

10. 理解并掌握地轉(zhuǎn)風(fēng)、梯度風(fēng)、熱成風(fēng)、地轉(zhuǎn)偏差的含義、表達(dá)式、討論及應(yīng)用

 

11. 了解正壓大氣、斜壓大氣的概念及物理意義

 

第二章氣團(tuán)與鋒

 

1.了解鋒、鋒面、鋒線、鋒區(qū)含義及鋒傾斜的原因

 

2.了解冷性錮囚鋒、暖性錮囚鋒含義，要求會(huì)畫(huà)出剖面圖中鋒位置及等溫線分布

 

3.了解馬古列斯鋒面坡度公式的物理意義

 

4.理解鋒附近溫度分布特征及密度零級(jí)不連續(xù)面模擬鋒面時(shí)，鋒面附近要素場(chǎng)特征

 

5.理解以密度一級(jí)不連續(xù)面模擬鋒面時(shí)，鋒面附近要素場(chǎng)特征

 

6.掌握鋒面分析中，高空測(cè)風(fēng)資料應(yīng)用

 

7.了解鋒生、鋒消概念及概況；了解鋒生帶（線）、鋒生函數(shù)、鋒生條件概念

 

8.理解鋒生、鋒消的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)

 

9.了解鋒生、鋒消的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)

 

第三章氣旋與反氣旋

 

1.了解氣旋和反氣旋特征及分類(lèi)

 

2.理解絕對(duì)渦度、相對(duì)渦度和行星渦度概念、表達(dá)式、物理含義及含義

 

3.理解大尺度系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中，固定點(diǎn)相對(duì)渦度變化可以用其位勢(shì)高度變化表示

 

4.掌握環(huán)流定理與渦度方程的物理意義；掌握大氣中渦旋系統(tǒng)演變的主要物理機(jī)制

 

5.理解位渦的概念，了解位渦方程的推導(dǎo)，了解“位渦思想”在天氣學(xué)中的應(yīng)用，會(huì)初步應(yīng)用位渦守恒定律解釋實(shí)際過(guò)程。

 

6.掌握位勢(shì)傾向方程及ω方程各項(xiàng)的物理意義及討論

 

7.掌握斜壓系統(tǒng)發(fā)展的物理過(guò)程及發(fā)展因子

 

8.了解氣旋族、氣旋再生、熱低壓的概念

 

9.了解北方氣旋、南方氣旋活動(dòng)范圍及成員

 

10.了解蒙古氣旋和江淮氣旋生成過(guò)程

 

11.了解爆發(fā)性氣旋的概念及成因

 

第四章天氣系統(tǒng)演變的環(huán)流背景

 

1.了解大氣平均流場(chǎng)特征與季節(jié)轉(zhuǎn)換

 

2.掌握控制大氣環(huán)流的基本因子、了解三圈環(huán)流的形成

 

3.了解極鋒鋒區(qū)與副熱帶鋒區(qū)的概念

 

4.了解海陸分布、大地形對(duì)大氣環(huán)流的影響

 

5.了解信風(fēng)與季風(fēng)概念

 

6.了解東亞夏、冬季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)的組成

 

7.了解東亞季風(fēng)形成的原因

 

8.了解沃克環(huán)流和El Nino的含義及關(guān)系

 

9.了解急流的概念及基本特點(diǎn)；了解三類(lèi)高空急流的特征

 

10.了解我國(guó)各季環(huán)流概況及主要天氣天氣過(guò)程特點(diǎn)

 

第五章天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)

 

1.了解外推法的概念及應(yīng)用

 

2.理解運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中及含義，掌握應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法推導(dǎo)天氣系統(tǒng)的移速公式并會(huì)討論

 

3.高空形勢(shì)預(yù)報(bào)方程中，由于假設(shè)各層等溫線平行，因此各層熱成風(fēng)方向相同，這樣任意層風(fēng)速 ，理解系數(shù)A的取值

 

4.理解自然坐標(biāo)系中的相對(duì)渦度平流，掌握曲率項(xiàng)及散合項(xiàng)在實(shí)際天氣圖中的應(yīng)用

 

5.掌握應(yīng)用高空形勢(shì)預(yù)報(bào)方程，結(jié)合等高線等溫線分布解釋500hPa槽、脊變化

 

6.掌握地面形勢(shì)預(yù)報(bào)方程，并會(huì)討論應(yīng)用

 

7.了解引導(dǎo)氣流的概念及應(yīng)用

 

8.掌握地形對(duì)天氣系統(tǒng)的移動(dòng)及強(qiáng)度影響

 

9.了解摩擦對(duì)天氣系統(tǒng)強(qiáng)度的影響

 

10.了解鋒的移動(dòng)預(yù)報(bào)及討論

 

第六章寒潮天氣過(guò)程

 

1. 了解極渦、長(zhǎng)波、上下游效應(yīng)、阻塞高壓、切斷低壓等概念的含義

 

2. 了解長(zhǎng)波波速公式的推導(dǎo)及討論

 

3. 了解寒潮、寒潮天氣系統(tǒng)，掌握寒潮中期和短中期天氣過(guò)程，并會(huì)結(jié)合天氣學(xué)原理解釋“小槽發(fā)展型”、“低槽東移型”、“橫槽轉(zhuǎn)豎型”寒潮短中期過(guò)程的演變過(guò)程以及三類(lèi)寒潮過(guò)程的異同

 

第七章大型降水天氣過(guò)程

 

1. 了解一般降水和暴雨的形成條件

 

2. 理解降水率（降水強(qiáng)度）、可降水量、水汽通量、水汽通量散度等物理概念及其表達(dá)式

 

3. 了解我國(guó)東部雨帶活動(dòng)的主要規(guī)律及其與東亞主要環(huán)流系統(tǒng)季節(jié)變化的關(guān)系

 

4. 掌握影響我國(guó)降水的三個(gè)主要天氣過(guò)程（華南前汛期、江淮梅雨、華北和東北雨季）的特點(diǎn)及其主要環(huán)流特征

 

5. 掌握產(chǎn)生降水的主要天氣尺度系統(tǒng)及其與暴雨的關(guān)系，了解行星尺度、天氣尺度系統(tǒng)對(duì)暴雨作用

 

第八章對(duì)流性天氣過(guò)程

 

1. 掌握一般雷暴和強(qiáng)雷暴的結(jié)構(gòu)及其天氣

 

2. 了解颮、颮線、颮中系統(tǒng)含義以及及颮線與冷鋒的區(qū)別

 

3. 掌握對(duì)流性天氣形成的條件，理解對(duì)流性不穩(wěn)定與條件性不穩(wěn)定概念

 

4. 理解強(qiáng)雷暴發(fā)生發(fā)展有利條件

 

第九章低緯度和高原環(huán)流系統(tǒng)

 

1. 了解低緯度大氣環(huán)流和大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

 

2. 理解西太平洋副熱帶高壓變動(dòng)與我國(guó)天氣關(guān)系

 

3. 掌握南亞高壓的特征及其西太平洋副熱帶高壓的區(qū)別

 

4. 了解赤道輻合帶、東風(fēng)波等熱帶天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征及其天氣

 

5. 掌握臺(tái)風(fēng)的含義，臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征及其移動(dòng)

 

6. 掌握臺(tái)風(fēng)發(fā)生發(fā)展的必要條件和臺(tái)風(fēng)形成的機(jī)制

 

第十章 大氣行星邊界層

 

1．掌握湍流運(yùn)動(dòng)的特性，理解湍流運(yùn)動(dòng)的一般處理方法，了解平均運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)

 

2．掌握邊界層的特點(diǎn)及大氣分層

 

3．理解混合長(zhǎng)理論，掌握湍流輸送通量與湍流粘性力的概念

 

4．掌握近地面層中風(fēng)隨高度分布的特點(diǎn)及求解方法

 

5．掌握Ekman層中風(fēng)隨高度分布的特點(diǎn)，了解其求解過(guò)程

 

6．掌握Ekman抽吸、二級(jí)環(huán)流的概念，掌握大氣旋轉(zhuǎn)減弱的物理機(jī)制

 

第十一章 大氣能量學(xué)

 

1．掌握大氣能量的基本形態(tài)，掌握大氣位能與內(nèi)能關(guān)系及全位能的概念

 

2．會(huì)推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能方程，掌握閉合系統(tǒng)動(dòng)能與全位能轉(zhuǎn)換的條件與機(jī)制

 

3．掌握有效位能的概念，了解有效位能的計(jì)算過(guò)程

 

4．掌握緯向平均運(yùn)動(dòng)與渦旋運(yùn)動(dòng)的概念，了解緯向平均運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和有效位能方程、渦旋運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和有效位能方程的推導(dǎo)過(guò)程

 

5．掌握實(shí)際大氣中能量循環(huán)過(guò)程及物理機(jī)制

 

第十二章 大氣波動(dòng)學(xué)

 

1．掌握波動(dòng)的基本概念，掌握單波與群波的概念，掌握群速度的概念和求法。

 

2．掌握微擾動(dòng)的概念和線性化方法

 

3．掌握聲波產(chǎn)生的物理機(jī)制，了解其求解過(guò)程

 

4．掌握重力、慣性波產(chǎn)生和傳播的物理機(jī)制與性質(zhì)，掌握重力外波和重力慣性外波的求解，掌握浮力振蕩的概念，了解重力內(nèi)波和慣性波的求解過(guò)程

 

5．掌握Rossby波產(chǎn)生的機(jī)制、性質(zhì)、物理模型及求解過(guò)程

 

6．理解波動(dòng)濾波的概念及濾波條件

 

第十三章 大氣運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性理論

 

1．掌握波動(dòng)穩(wěn)定性的概念及數(shù)學(xué)表述

 

2．掌握慣性穩(wěn)定度與靜力穩(wěn)定度的概念及判據(jù)

 

3．掌握正壓不穩(wěn)定的概念及判據(jù)，理解正壓不穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)過(guò)程

 

4．掌握斜壓不穩(wěn)定的概念及條件，理解斜壓二層模式和斜壓大氣結(jié)構(gòu)，了解不穩(wěn)定條件的推導(dǎo)過(guò)程

 

第十四章 地轉(zhuǎn)適應(yīng)過(guò)程與準(zhǔn)地轉(zhuǎn)演變過(guò)程

 

1．掌握地轉(zhuǎn)適應(yīng)過(guò)程與準(zhǔn)地轉(zhuǎn)演變過(guò)程的概念及大氣運(yùn)動(dòng)階段性特點(diǎn)

 

2．掌握地轉(zhuǎn)適應(yīng)過(guò)程與準(zhǔn)地轉(zhuǎn)演變過(guò)程的不同點(diǎn)

 

3．掌握地轉(zhuǎn)適應(yīng)過(guò)程的物理機(jī)制，適應(yīng)的結(jié)果與初始非地轉(zhuǎn)擾動(dòng)尺度的關(guān)系

 

4．解斜壓大氣中適應(yīng)過(guò)程的物理機(jī)制

 

第三部分  有關(guān)說(shuō)明

 

1、基本要求：

 

本課程對(duì)各考核點(diǎn)的能力要求一般分為三個(gè)層次用相關(guān)詞語(yǔ)描述:

 

較低要求——了解

 

一般要求——理解、會(huì)

 

較高要求——掌握、應(yīng)用

 

一般來(lái)說(shuō),對(duì)概念、原理、理論知識(shí)等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述；對(duì)應(yīng)用方面，可用“會(huì)”、“應(yīng)用”、“掌握”等詞。

 

2、命題說(shuō)明：

 

（1）本課程的命題考試是根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容來(lái)確定的，根據(jù)本大綱規(guī)定的各種比例組配試卷。

 

（2）《天氣學(xué)原理》、《中國(guó)天氣》及《動(dòng)力氣象學(xué)》的比例約為1:1:1

 

（3）難易度分為易、較易、較難、難四級(jí)，在試卷中四種難易度分?jǐn)?shù)比例約為3：3：2：2。

 

（4）試題主要題型：名詞解釋、填空題、綜合題（包括應(yīng)用題）。

 

（5）試題主要測(cè)驗(yàn)考生對(duì)本學(xué)科的基本理論、基本知識(shí)和基本技能掌握的程度，以及運(yùn)用所學(xué)理論分析、解決問(wèn)題的能力。試題有一定的區(qū)分度，難易度適當(dāng)。一般應(yīng)使本學(xué)科、專(zhuān)科本科畢業(yè)的優(yōu)秀考生能取得及格以上成績(jī)。

 

（6）題型舉例

 

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