《中尺度天氣動力學》教學大綱

1、中尺度天氣動力學Mesoscale weather dynamics課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學分： 2 學分課程總學時： 32 學時，其中講課：32 學時課程性質：必修開課學期：第6學期先修課程： 天氣學原理，動力氣象學，中國天氣，天氣學基礎，典型天氣過程分析適用專業(yè)： 大氣探測專業(yè)教 材：壽紹文等，中尺度天氣學（第二版），氣象出版社， 2009年。開課單位：大氣科學學院 動力氣象系二、課程性質、教學目標和任務中尺度大氣動力學及數值模擬是中尺度氣象學的主要內容，是研究中尺度天氣系統(tǒng)及與其相聯系的嚴重災害性天氣（如雷暴、暴雨、冰雹、龍卷、下擊暴流等等）發(fā)生、發(fā)展的動力學機制和預報理論

2、及方法的學科。中小尺度氣象學是當代大氣科學中最受人們關注的研究領域之一，在大氣科學中占有重要的地位。本課程是對這一領域的知識的概要介紹。全部教學內容共九章，從第一章至第八章依次討論的內容為：中尺度大氣運動的特征；自由大氣非對流性中尺度環(huán)流；中尺度孤立對流系統(tǒng)；中尺度帶狀對流系統(tǒng)；中尺度對流復合體；鋒面氣旋及臺風附近的中尺度雨帶；影響中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的因子；中尺度天氣的預報。內容廣泛涉及當今中尺度研究中的重要問題。通過本課程的教學，使學生對本學科及相關學科國內外的最新研究進展、發(fā)展趨勢和應用前景有所了解。三、教學內容和要求第一章 中尺度大氣運動的特征及控制方程組（ 4 學時）1.1 大氣運

3、動系統(tǒng)的尺度劃分（1學時）（1）掌握：中尺度的定義及尺度劃分方法1.2 中尺度大氣運動的基本特征（1學時）（1）掌握中尺度大氣運動的基本特征1.3 描述中尺度運動的方程組（2學時）（1）了解：對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 （3）掌握：中尺度運動的描述方程重點：中尺度大氣運動的基本特征難點：用于討論中小尺度天氣問題的方程組得簡化依據。第二章 自由大氣非對流性中尺度環(huán)流（ 2 學時）2.1 自由大氣的重力波（1學時）（1）掌握：重力波的觀測特征、天氣背景2.2 重力波的發(fā)生發(fā)展（1學時）（1）理解：風的垂直切變與重力波發(fā)生發(fā)展的關系（2）熟悉：重力

4、波的發(fā)生發(fā)展機制重點：重力波的結構特征難點：重力波結構及其對天氣的影響 第三章 中尺度孤立對流系統(tǒng)（ 4學時） 3.1 普通單體雷暴（0.5學時）（1）掌握普通單體雷暴的定義與基本特征3.2 多單體風暴（1學時）（1）掌握多單體雷暴的定義與特征3.3 超級單體風暴（1學時）（1）掌握超級單體風暴的定義與特征3.4 龍卷風暴（1學時）（1）掌握龍卷風暴的定義與結構特征3.5 下擊暴流（0.5學時）（1）掌握下擊暴流的定義（2）理解下擊暴流的形成重點：孤立對流系統(tǒng)的環(huán)流結構與天氣特征難點：超級單體風暴的云物理結構，形成與發(fā)展機制第四章 中尺度帶狀對流系統(tǒng)（ 4學時）4.1 溫帶颮線系統(tǒng)（0.5學時

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制（2學時）（1）理解中緯度颮線的形成方式及機制4.3 具有前導線和尾隨層狀區(qū)型的颮線系統(tǒng)（1學時）（1）理解具有前導線和尾隨層狀區(qū)型的颮線系統(tǒng)4.4 颮線天氣過程的個例分析（0.5學時）（1）理解颮線過程的分析重點：颮線的天氣特征，環(huán)流結構，形成機制難點：颮線在天氣過程的識別與分析第五章 鋒面氣旋及臺風附近的中尺度雨帶（ 4學時）5.1 鋒面氣旋附近天氣尺度的降水機制（1學時）（1）掌握鋒面氣旋附近天氣尺度的降水機制5.2 鋒面附近的中尺度雨帶（0.5學時）（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學時）（1）熟悉鋒面附近的中尺度雨帶成因5.4 地形對鋒面降水的影響（1學時）（1）了解地形對鋒面降水的影響5.5 臺風附近的中尺度雨帶（1學時）（1）理解臺風附近中尺度雨帶的成因（2）掌握臺風附近的中尺度雨帶重點：鋒面氣旋附近的天氣尺度降水機制與中尺度雨帶特征；臺風附近的中尺度雨帶難點：鋒面氣旋、臺風附近中尺度雨帶成因第六章 中尺度對流復合體（ 4學時）6.1 中尺度對流復合體的特征和結構（2學時）（1）掌握中尺度對流復合體的特征與結構6.2 MCC發(fā)展各階段的天氣尺度環(huán)境（1學時）（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學時）（1）了解大尺度環(huán)境中

7、MCS加熱的作用重點：中尺度對流復合體的定義，結構特征難點：MCS的天氣學影響與認識第七章 影響中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的因子（ 6學時）7.1 大氣位勢不穩(wěn)定性與對流的關系（1學時）（1）掌握位勢不穩(wěn)定性7.2 第二類條件性不穩(wěn)定與中尺度對流系統(tǒng)的關系（1學時）（1）理解第二類條件性不穩(wěn)定與中尺度對流的關系（2）掌握第二類條件性不穩(wěn)定定義7.3 條件性對稱不穩(wěn)定與中尺度對流系統(tǒng)的關系（1學時）（1）理解條件性對稱不穩(wěn)定的應用（2）對比掌握位勢不穩(wěn)定性、第二類條件不穩(wěn)定、條件性對稱不穩(wěn)定的定義與區(qū)別7.4 環(huán)境熱力和動力條件對對流風暴強度和類型的綜合影響（1學時）（1）理解環(huán)境熱力和動力條件對對

8、流風暴強度和類型的綜合影響7.5 風垂直切變對對流風暴傳播的作用（1學時）（1）理解風垂直切變對風暴傳播的影響7.6 風垂直切變對雷暴的組織和分裂作用（1學時）（1）了解風垂直切變線對風暴發(fā)生發(fā)展的不同影響重點：位勢不穩(wěn)定性；第二類條件不穩(wěn)定；條件性對稱不穩(wěn)定的定義難點：風垂直切變線對風暴發(fā)生發(fā)展的不同影響第八章 中尺度天氣的預報（ 4學時）8.1 中尺度天氣預報方法概論（2學時）（1）掌握中尺度天氣預報基本思路8.2 暴雨的分析和預報（1學時）（1）掌握暴雨的分析與預報8.3 強對流天氣的分析和預報（1學時）（1）掌握強對流天氣的分析與預報重點：中尺度天氣、暴雨與對流天氣的預報基本思路難點：暴雨與強對流天氣的天氣分析與預報難點四、課程考核（1）作業(yè)和報告：作業(yè)：5次，課程論文0篇（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：平時成績30%，期末考試成績70% 五、參考書目（1）壽紹文等，中尺度氣象學（第一版），氣象出版社， 2009年（2）壽紹文等，天氣學分析（第二版），