课程概述

本课程主要讲述：大气中各种气体成分的性质、各种气象要素的定义与计算、大气的垂直分层；大气静力学；大气热力学的基本概念和基本定律、各种热力过程和温湿参量；大气层结稳定度；辐射的基本概念和基本定律、太阳短波辐射在大气中的传输、地球长波辐射在大气中的传输；大气光学现象；云降水物理基础等大气学科的基础知识。

预备知识

高等数学、大学物理

授课大纲

第1章 绪论

1.1 课程性质

1.2 气象学简史：酝酿阶段

1.3 气象学简史：萌芽阶段

1.4 气象学简史：现代气象学的开创

1.5 气象学简史：挪威（卑尔根）学派时期

1.6 气象学简史：芝加哥学派时期

第2章 大气组成

2.1 地球大气的演化

2.2 大气成分

2.3 大气气溶胶

课堂讨论_2.1

课堂讨论_2.2

课堂讨论_2.3

第3章 气象要素

3.1 基本气象要素

3.2 干空气状态方程

第4章 大气垂直结构

4.1 热力结构分层

4.2 化学成份分层

4.3 电磁特性分层

第5章 大气中的水汽

5.1 大气水循环

5.2 大气水汽含量的表征

5.3 湿空气状态方程

课堂讨论1

课堂讨论2

课堂讨论3

课堂讨论4

课堂讨论5

课堂讨论6

作业1

第6章 大气静力学

6.1 大气静力学方程

6.2 模式大气

第7章 大气热力过程

7.1 气块模型

7.2 热力学第一定律的气象学应用

7.3 干绝热过程

7.4 位温

7.5 抬升凝结高度

7.6 湿绝热过程

7.7 相当位温

7.8 热力学图的结构

7.9 热力学图解的应用

7.10 焚风

7.11 等压冷却过程

7.12 绝热混合过程

作业2

第8章 大气静力稳定度

8.1 静力稳定度判据

8.2 条件性不稳定

8.3 静力稳定度的变化

第9章 辐射基础知识

9.1 电磁波谱

9.2 基本辐射量

9.3 黑体辐射基本性质

作业3

第10章 辐射与大气介质的相互作用

10.1 单个球形粒子Mie散射

10.2 粒子群Mie散射

10.3 Rayleigh散射

10.4 吸收光谱

10.5 大气吸收

作业4

第11章 大气辐射传输基础

11.1 Beer-Bouguer-Lambert定律

11.2 Schwarzschild方程

11.3 辐射变温率

作业5

第12章 地气系统辐射平衡

12.1 太阳常数与日射

12.2 行星反照率

12.3 大气保温效应

12.4 地气系统辐射平衡

作业3

参考资料
  1. 银燕, 刁一伟, 刘超, 陆春松, 于兴娜, 陈倩. 2018. 大气物理学. 气象出版社.
  2. 艾里巴恩, 1985: 大气物理学. 气象出版社, 240 pp.
  3. 李万彪, 2010: 大气物理：热力学与辐射基础. 北京大学出版社, 229 pp.
  4. 盛裴轩, 毛节泰, 李建国等, 2003: 大气物理学. 北京大学出版社, 522 pp.
  5. 徐玉貌, 刘红年, 徐桂玉, 2013: 大气科学概论. 第2版, 南京大学出版社, 226 pp.
  6. 许绍祖, 1993: 大气物理学基础. 气象出版社, 661 pp.
  7. 约翰·M·华莱士, 彼得·V·霍布斯著, 何金海等译, 2008: 大气科学. 科学出版社, 486 pp.
  8. Andrews, D. G., 2010: An introduction to atmospheric physics. 2nd ed. Cambridge University Press, 237 pp.
  9. Anastasios A. Tsonis. 2007. An Introduction to Atmospheric Thermodynamics. Second Edition. Cambridge University Press, 259 pp.
  10. Bohren, C. F., and B. A. Albrecht, 1998: Atmospheric thermodynamics. Oxford University Press, 402 pp.
  11. Craig F. Bohren and Eugene Clothiaux. Fundamentals of Atmospheric Radiation: An Introduction with 400 Problems. Wiley, 2006.
  12. Miller, S., 2015: Applied thermodynamics for meteorologists. Cambridge University Press.
  13. Mölders, N., and G. Kramm, 2014: Lectures in meteorology. Springer, 591 pp.
  14. North, G. R., and T. L. Erukhimova, 2009: Atmospheric thermodynamics: elementary physics and chemistry. Cambridge University Press, 267 pp.
  15. Salby, M. L. 2012. Physics of the atmosphere and climate. 2nd ed. Cambridge University Press, 630 pp.
  16. Wells, N., 2012: The atmosphere and ocean: a physical introduction. 3rd ed. Wiley-Blackwell, 411 pp.
  17. Wilford Zdunkowski and Andreas Bott. Thermodynamics of the Atmosphere - A Course in Theoretical Meteorology. Cambridge University Press, 2007.
常见问题

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