大气是地球生命形成与维持的重要因素之一,它们的运动和变化与人类的生存发展休息相关,构成了人类活动赖以生存的基本环境场。
本课程教学可分为3篇进行:第1篇绪论,即第1章,简明扼要的解释课程的基本概念和发展历史,是课程的入题篇;第2篇气象学部分,即第2-5章,分别介绍地球大气的静力、热力、动力和水分四大特征,综合描述地球大气的物理属性,这是气象部分的核心篇,也是气候学的物理基础;第3篇气候学部分,即第6章,以前面的知识为铺垫,系统阐述气候的形成、分布、变化及简介人类活动对气候的影响,并以大气环流作为承上启下的环节,从它的形成原理、主要系统和规律以及对水、热输送的影响等,将整个课程内容贯穿起来,讲授时既应注意阶段性又应注意前后的有机联系。该课程对于地理科学类专业的培养核心集中在气候学部分,但是气象学部分的学习与掌握却是气候学部分的学习基础和前提。
课程中体现地学学习和研究的学科思维:从实际观测出发,定量分析和数理研究结合,形成学科的专业思想和理论。课程教学中会逐一介绍观测方法和手段、定量分析的基本原理、地球大气不同特征研究的成熟理论,同时适当介绍国内外最新科学成就。
本课程将为地理科学类专业本科生以及环境、生态、水文、农业、林业等专业本科生或研究生奠定坚实的气候学基础,提高地理科学类科研和业务人员的气候素养。
本课程主要讲述气象与气候两大尺度下地球大气的基本特征与规律,从整体、系统的观点出发,考虑影响气候系统的各因素的重要作用及与人类相互作用的影响,并且探知全球变化的重要驱动。通过对本课程的系统学习,培养学生辩证唯物主义的世界观,培养学生自然科学的学习思维;同时使学生掌握气象观测仪器的基本原理与方法、气候资料的调查分析方法;掌握地球大气的基本属性特征(组成、垂直结构、水分、热能、动力等)、大气中各种天气系统和天气现象的特征、分布、发生、发展的物理过程与演变规律;掌握太阳辐射因子、环流因子、下垫面因子、人类活动等在气候形成和演变过程中的作用;掌握气候分类和区划方法;掌握全球主要气候类型的特征、成因和分布的基本规律;掌握各种天气、气候现象和过程的作用和效应,了解人类对天气及气候条件的利用、控制和改造的基本知识和基本技能。特别对于高师地理科学专业的学生,使其具备胜任中学地理教学的基础知识和基本技能。
《气象与气候学》采用线上下线混合式教学,评价评分均采用百分制,总成绩在60-89分之间的合格,90分以上者为优秀。
课程成绩的构成如下:
(1)线上SPOC课的总评分满分为100分,线上包括:自学(预习或复习)测验、期中测试;评价侧重各节、各章的单元自测与期中测试。
(2)学习者认真学习课程视频后,要求按时完成所有测验、作业、期末测试,并积极参与讨论。
(3)课后讨论:根据活跃度评价和质量评价,在“课堂讨论”和讨论区发帖者(高质量主题与讨论)或对课程有特殊贡献的学员,给与过程性表现加分奖励(满分20分)。
(4)线下课注重考勤、课堂讨论、思考题等过程性表现、期末测试等综合手段。
(5)《气象与气候学》综合评价为线上线下综合评价。综合评分=过程性评价(40%)+期末测试(60%)。
第一章 绪论
绪论课
第二章 大气的静力学特征
2.1 大气的基本组成
2.2 大气的垂直结构分层
2.3 大气的定量观测(气象要素特征)
第二章单元测验
第三章 大气的热力特征
3.1 太阳辐射量
3.2辐射传递
3.3大气的能量变化方式及特征
第三章单元测验
第四章 大气的动力特征
4.1 大气压强的时空分布
4.2.1 空气块的水平受力
4.22 空气块的水平运动
4.3全球大气三圈环流
4.4中小尺度大气环流
第四章 单元测验
第五章 大气的水分特征
5.1 大气中的水相变化
5.2 大气降水
第五章 单元测试
第六章 地球气候
6.1气候的形成
6.2 气候的分类
6.3气候的变化
本课程主要面向地理科学(师范)、环境科学、地理信息科学、城乡规划、园林等相关专业本科学生,需要大学数学和大学物理的基础,并建议掌握或同步学习自然地理学及地图学的知识。
1. 束炯等,《气象学与气候学》(第4版),高等教育出版社,2024;
2. 姜世中,《气象学与气候学》(第二版),科学出版社,2020;
3. 周淑贞,《气象学与气候学》(第3 版),高等教育出版社,1997;
4. 何金海等,《大气科学概论》,气象出版社,2012;
5. 伍光和等,《自然地理学》(第3版),高等教育出版社,2003;
6. 朱乾根等,《天气学原理和方法》(第3版),气象出版社,1992;
7. IPCC, The Fifth Assessment Report (AR6), 2022.
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