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SPOC学校专有课程
2020春夏《大气物理学》
第1次开课
开课时间: 2020年02月05日 ~ 2020年02月13日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 6 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=流淌的风,翻涌的云,奔腾的水汽,绚丽的光芒。漫长岁月里,人类感受着地球大气的神奇。你可曾为缤纷有趣的大气现象感到好奇?你可曾为大自然变幻莫测的风霜雨雪陷入沉思?让我们走进大气科学的世界,共同体验大千世界的气象万千!
流淌的风,翻涌的云,奔腾的水汽,绚丽的光芒。漫长岁月里,人类感受着地球大气的神奇。你可曾为缤纷有趣的大气现象感到好奇?你可曾为大自然变幻莫测的风霜雨雪陷入沉思?让我们走进大气科学的世界,共同体验大千世界的气象万千!
—— 课程团队
课程概述

      大气是我们身边熟悉又陌生的朋友。时而绚丽多彩,时而风起云涌,时而风驰电掣,时而细水长流。从分子尺度到全球尺度,大气无时无刻不在运动。沐浴在它之下的人类世界,感受着各种神奇的大气景象、极端天气和气候变化。


      大气科学就是这样一门研究大气中发生的各种现象及其变化规律,并利用这些规律为人类服务的科学。它是一门重要的学科,是国家领导人会晤必谈的一门学科,是事关人类生存和发展的一门学科;是满足国家经济需求和战略发展的一门学科,也是和各圈层及人类活动紧密相连的一门学科!


      这些问题是否曾经引起你的兴趣:

      1)雾霾天、蓝天、晴雨天,大气中究竟发生了什么?

      2)雨、雪、雨夹雪、冻雨等,都从天上降下来为何会表现不同?

      3)大气中也有威力无穷的“炸弹”?

      4)全球变暖是伪命题还是科学事实?

      5)控制污染会影响全球气候?

      6)我们真的能人工影响天气和气候吗?


      浙江大学地球科学学院大气科学系带来《走进大气科学》课程。通过本课程的学习,你将找到以上问题的答案!


      课程教学团队由6位精英骨干教师组成,包括主讲国家精品课程的教师、全国气象教学名师、IPCC气候评估报告作者、国家优秀青年基金获得者和百人计划研究员等。

授课目标

      本课程面向所有对我们身边大气感兴趣的各界朋友。同时,也面向有大气科学专业背景、希望有一定专业提升的学生和社会学习者。课程设计根据面向对象的不同,设置了65%大气科学领域的基础内容,也设置了35%较深的专业理论和国际前沿课程的探讨。


      在扩展知识面的同时,本课程能为大学专业课程及科研实践提供强有力的基石。


成绩 要求

本课程中的讨论参与、视频学习、作业、单元测试等均是线上成绩的一部分,课堂表现和期末闭卷考试则作为线下成绩。线上成绩和线下成绩共同组成课程总成绩。具体分配见评分标准。

课程大纲
什么是大气科学
课时目标:认识地球的大气和什么是大气科学。
1.1 认识大气科学
1.2 认识地球的大气
1.3 大气科学的发展简史
地气系统的能量及其平衡
课时目标:认识和理解大气中的能量传输、大气中的散射现象;理解卫星观测大气和地球系统的理论基础-大气遥感。
2.1 能量-温度-热量传输
2.2 辐射能谱和辐射定律
2.3 大气中的光散射
2.4 行星大气辐射传输和辐射平衡
2.5 大气遥感
大气动力学基础
课时目标:了解大气运动的基本规律和控制大气变化的基本方程组。
3.1 热力学基本方程
3.2 大气运动方程及其简化
3.3 大气中的平衡运动
云、雾和降水物理学基础
课时目标:了解大气中的各种凝结现象;云的类型;理解气溶胶长大成云滴和冰晶的微物理过程;理解冷云和暖云降水的云微物理区别;了解不同降水类型。
4.1 大气中的凝结:露水、霜、雾和云
4.2 云的类型
4.3 云滴的长大和增长
4.4 从气溶胶到云滴
4.5 从气溶胶到冰晶
4.6 碰撞合并和冰晶效应
4.7 降水类型
大气污染
课时目标:了解我国大气污染的现状;理解什么是PM2.5及其化学组分;理解灰霾形成机制,了解灰霾的影响及应对。
5.1 大气污染现状
5.2 从气体到气溶胶的形成
5.3 PM2.5的由来
5.4 PM2.5的化学组分
5.5 灰霾的形成机制
5.6 灰霾的影响及应对
天气现象及天气系统
课时目标:理解重要天气系统及其发生发展的原理;包括锋面、温带气旋、强风暴、梅雨锋及梅雨、热带气旋、季风、海陆风等局地风系统。
6.1 锋面系统与天气
6.2 温带气旋
6.3 强对流风暴
6.4 强风暴形成的条件
6.5 梅雨锋及暴雨
6.6 我国暴雨特点
6.7 热带气旋
6.8 季风、海陆风等局地风系统
气候变化和预测
课时目标:理解季节到年际尺度的气候变化原理、短期气候预测的诊断方法、大气二氧化碳循环与气候变化等。
7.1 季节到年际尺度的气候变化:厄尔尼诺
7.2 季节到年际尺度的气候变化:北大西洋涛动/北极涛动
7.3 短期气候预测的诊断方法
7.4 大气二氧化碳与气候变化
7.5 二氧化碳循环
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预备知识

专业内同学,先修过高等数学、大学物理、大气物理学、天气学、数学物理等课程。


参考资料

参考书目:


1)Ahrens, C.Donald:《Meteorology Today --- An Introduction to Weather, Climate, and the Environment 》(9ed), Brooks/Cole(USA),2009


2)盛裴轩等:《大气物理学》,北京大学出版社,2003


3)华莱士(美)等(何金海等译):《大气科学》,科学出版社,2008


4)徐玉貌、刘红年、徐桂玉:《大气科学概论》,南京大学出版社,2000


5)其他大气科学领域的各种参考书目及文献资料

常见问题

1)学习中有任何问题,欢迎线上发帖,共同讨论和学习。


2)网络课程覆盖面大、范围广、周期长,涉及到较多类型的图片、视频和文本等资料。如有资料版权侵犯问题,属课程无意所为,望来信告知,邮箱:sjshu@zju.edu.cn。


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