Meteorology
课程编码：21A43053 学分：2.0 课程类别：专业任选课
计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0
适用专业：地下水科学与工程
推荐教材：葛朝霞，曹丽青编著，《气象学与气候学教程》，中国水利水电出版社,2009年.
参考书目：姜世中主编，《气象学与气候学》，科学出版社, 2010年。
赵锦慧，于兴修主编，《气象学与气候学》，长江出版社，2014年。
课程的教学目的与任务
《气象学》课程的教学目的在于使员工了解气象学的基本知识，系统地掌握气象学的相关理论与方法，通过对本课程的深入了解，为后续专业课程的学习打下良好的基础。教学任务是能够使员工了解气象学的研究内容、发展历程等基本知识，全面掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理，并在此基础之上，掌握天气系统和气候系统的形成，以及气候变化与水文水资源的关系。本课程的教学能够培养员工应用相关理论方法来分析解决实际问题的能力，从而有利于培养员工的综合专业素质。
课程的基本要求
1、通过本课程的学习，要求员工了解气象学的发展历程，掌握大气基本特征；掌握大气现象的本质从而能解释大气现象，分析其发生、发展和变化的规律；了解气候变化的历史事实，掌握气候变化的成因及其对水资源的影响等知识。
2、通过本课程的学习，要求员工掌握大气要素的观测原理和方法，能够独立对气象数据进行统计分析，挖掘不同气象要素的变化规律。
3、通过本课程的学习，使员工具有应用气象学的相关理论方法分析水文与水资源工程专业的相关问题并解决实际问题的能力，提升员工的专业素养。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议
第一章 绪论 建议学时：2
[教学目的与要求] 了解气象学的主要任务、气象学的发展简史，以及气象学的分支学科；掌握气象学的
定义及研究对象，气象学与水文学的关系。
[教学重点与难点] 气象学研究对象以及气象学与水文学的关系。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 气象学的定义与研究对象
第二节 气象学的发展简史
第三节 气象学的内容和分支
第四节 气象学与水文学的关系
第二章 大气的基本特征 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解大气的组成成分及其作用，以及气象上常用的干湿空气状态方程及其物理意义；
掌握饱和水汽压、气压阶等基本概念，掌握大气的垂直分层结构，以及温度、气压等主要气象要素的基本
特征。
[教学重点与难点] 大气垂直分层结构；大气状态方程。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 大气的成分
第二节 大气的垂直结构
第三节 大气的状态方程
第四节 大气静力学方程及其应用
第五节 基本气象要素
第三章 辐射与热量平衡 建议学时：4
[教学目的与要求] 掌握有关辐射的基本知识，地球大气顶上太阳辐射随季节和纬度的分布，大气中太阳
辐射的减弱、到达地面的太阳辐射、地面有效辐射、大气保温效应、地面与地气系统的辐射差额，以及地
面热量平衡与地气系统热量收支；理解地温、气温的时空变化。
[教学重点与难点] 地面热量平衡与地气系统热量收支。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 辐射的基本知识
第二节 太阳辐射
第三节 地面和大气的辐射
第四节 地面与地气系统的辐射差额
第五节 地面热量平衡与地气系统热量收支
第六节 地面温度与气温的变化
第四章 大气热力学 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解热力学第一定律在大气中的应用以及气温的垂直分布；理解假绝热过程和假相当
位温；掌握干湿绝热过程、大气层结稳定度的判据、局地温度变化的影响因素，以及逆温的类型。
[教学重点与难点] 干绝热过程和湿绝热过程。
[教学重点与难点] 大气垂直分层结构及大气状态方程。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 热力学第一定律在大气中的应用
第二节 干绝热过程和位温
第三节 湿绝热过程
第四节 假绝热和假相当位温
第五节 热力图简介和应用（自学）
第六节 大气层结稳定度
第七节 局地温度变化的影响因素
第八节 大气中的逆温
第五章 大气的运动 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解大气运动方程及其简化形式，垂直运动的类型；掌握作用于气块上的力及其特点；
掌握地转风、梯度风的概念及特点，风压定律，热成风的原理及其应用,摩擦层中风的特点。
[教学重点与难点] 作用在大气块上的力；风压定律；自由大气与摩擦层中风的特点。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 作用在气块上的力
第二节 大气运动方程及其简化
第三节 P坐标系中的运动方程（自学）
第四节 自由大气中的风
第五节 地转风随高度的变化——热成风
第六节 摩擦层中的风
第七节 水平运动与垂直运动的关系（自学）
第八节 大气的垂直运动
第六章 大气中的水分 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解蒸发的影响因素，以及近地面及大气中的水汽凝结现象；理解水的位相平衡图以
及饱和水汽压的影响因素；掌握水循环的概念、水汽凝结条件，以及降水的形成过程与时空分布。
[教学重点与难点] 水相变化与饱和水汽压。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 水循环
第二节 水相变化与饱和水汽压
第三节 蒸发
第四节 水分方程和可降水量（自学）
第五节 凝结
第六节 降水
第七章 大气环流 建议学时：2
[教学目的与要求] 掌握大气环流的影响因素、三圈环流、季风的形成，以及对流层低层水平环流高低压
系统。
[教学重点与难点] 大气环流影响因素；三圈环流。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 大气环流形成的主要因子
第二节 大气环流的平均状况
第八章 天气系统 建议学时：2
[教学目的与要求] 了解阻塞高压和切断低压；掌握气团的概念、形成条件、分类及影响我国的气团种类；
掌握锋的分类及相应天气、气旋与反气旋及其天气，副高及其对我国天气气候的影响；掌握我国主要降水
的形成及其特点。
[教学重点与难点] 气团与锋；气旋与反气旋；阻塞高压与切断低压。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 气团与锋
第二节 中高纬度天气系统
第三节 低纬度天气系统
第四节 我国主要天气过程
第九章 全球气候系统 建议学时：2
[教学目的与要求] 掌握太阳辐射对气候的影响，环流对影响气候（热量、水分）的方式，下垫面（海陆
差异、地形）对气候的影响方式。理解ENSO事件的发生及其对气候的影响。
[教学重点与难点] 太阳辐射、环流及下垫面等对气候的影响。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 气候系统与物理过程
第二节 影响气候的基本因素
第三节 气候分类
第十章 气候变化及其对水资源的影响 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解气候变化的事实与原因；掌握气候变化对水资源的影响，掌握温室效应、阳伞效
应与LUCC效应。
[教学重点与难点] 气候变化对水资源的影响。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 气候变化的历史事实
第二节 气候变化的原因
第三节 人类活动对气候的影响
第四节 气候变化对水循环和水资源的影响
第五节 气候变化对策
撰稿人：傅新/高卫东 审核人：桑国庆
