《气象学与气候学》教学大纲

课程性质：专业基础课程	先修课程：高等数学，地球概论	
总学时：51	学分：3	
理论学时：42	实验学时:9	
开课学院：国土资源与旅游学院	适用专业：地理科学	
大纲执笔人： 查良松	大纲编写时间：2004年2月	
教研室主任审核： 	教学院长审定： 	

一、说明
1、课程的性质、地位和任务
本课程是自然地理的一个重要组成部分，是地理科学专业基础课程。通过系统地学习，应使学生认识到发生在大气中的各种现象、过程和成因，除了大气本身的性质外，都直接或间接的与太阳辐射和下垫面有密切关系；大气中发生的很多现象与人类的生产生活有密切相关。
2、课程教学的基本要求
通过学习，使学生了解气象学与气候学基本理论，有一定的气象、气候观测、资料整理的技能，了解气象气候学在地理、环境、资源等学科方面的应用和发展状况。在教学设计上，该课程是以普通气象学为基础、以气候学为重点的专业基础课程，基本任务是：
⑴通过实践，了解气象观测、气候统计分析和气候调查的方法，记叙大气中所观察到的现象，从定性和定量两方面说明它们的特性。
⑵根据所发现的规律，了解预测未来天气变化的途径和天气预报的重要性。
 ⑶掌握天气演变和气候形成过程的物理规律性。解释各不同地区的气候特征及其地理分布，进行气候分类和气候区划，研究气候变迁的成因。
注意吸收国内外最新成果，培养学生研究能力和学习本课程兴趣。对教材内容进行整合，尽量使用多媒体教学手段。
3、本课程的重点与难点
　　重点：强调大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈、生物圈构成了决定气候形成、气候分布和气候变化的复杂的气候系统，太阳辐射是这个系统的能源。在太阳辐射的作用下，气候系统内部产生一系列的物理、化学和生物学过程和相互作用的结果。立足于大气圈，重点突出课程的有关气候成因、气候分类及地理气候分布的基本理论和概念。
难点：温压场分布、表现形式及原理；天气预报过程；气象要素的定量表述；不同时间和空间尺度的气候变化机制分析。
二、课堂教学时数及课后作业题型分配
章  目	教 学 内 容	教  学
时  数	教学方式
或 手 段	课 后 作 业	
				思 考 题	练 习 题	
一	引  论   	3	讲授(多媒体)	√		
二	大气的热能和温度	6	讲授(多媒体)	√	√	
三	大气中的水分	4	讲授(讨论,多媒体)	√		
四	大气的运动	6	讲授(多媒体)		√	
五	天气系统	6	讲授(多媒体)	√		
六	气候的形成	7	讲授(多媒体)	√	√	
七	气候带和气候型	5	讲授(讨论,多媒体)	√	√	
八	气候变化和人类活动对气候的影响	4	讲授(多媒体)	√	√	
*	实验	9	讲授(多媒体)、操作			
*	机    动	1				
合      计	51				
三、本文
　　第一章  引论
【教学目的】
通过本章教学，使学生明确气象学与气候学的学科性质、基本内容和学习意义，了解该课程是自然地理学的主要基础和学好本门课程的基本要求。通过实习，认知气象要素。
【重点难点】
气象学、气候学的研究对象、任务和内容；气象学、气候学与相关学科的关系。大气的基本方程。
第一节  气象学、气候学的研究对象、任务和简史
一、气象学与气候学的研究对象  二、气象学与气候学的发展简史
第二节 气候系统概述
    一、大气圈的概述  二、水圈、陆圈、冰圈和生物圈概述
第三节 有关大气的物理性状
一、主要气象要素  二、空气状态方程
【思考题】
1、阐述气象学、气候学的研究对象和任务。
2、气象学、气候学研究内容有哪些？
3、试述大气的基本结构成因和大气基本方程的物理意义。
第二章    大气的热能和温度
【教学目的】
通过本章教学，使学生明确太阳辐射是地气系统的主要能量来源。掌握大气吸收辐射的选择性和温度水平、垂直变化和分布的基本原理。结合实习，了解太阳辐射基本常识。
【重点难点】
辐射基本定律；辐射的选择性（波长、能量）；地面和大气的辐射与大气的增温和冷却基本原理。温度随时间的变化的基本特征。
第一节 太阳辐射
    一、辐射的基本知识 二、太阳辐射 
第二节 地面和大气的辐射
    一、地面、大气的辐射和地面有效辐射 二、地面及地气系统的辐射差额
第三节 大气的增温和冷却
    一、海陆的增温和冷却的差异　二、空气的增温和冷却　三、大气静力稳定度
第四节 大气温度随时间的变化
　　一、温度的周期性变化　二、气温的非周期性变化
第五节 大气温度的空间分布
　　一、气温的水平分布　二、对流层中气温的垂直分布
【思考题】
1、什么是黑体辐射，为什么视太阳为黑体辐射？
2、地面和大气的辐射基本概念。
3、水汽、二氧化氮、臭氧、尘埃在大气中辐射作用，什么是大气吸收的选择性？
4、在半球海平面上等温线冬、夏分布有哪些异同，其原因是什么？
第三章	大气中的水分
【教学目的】
通过本章教学，让学生了解水相变化在大气中的作用，以及大气降水的凝结条件。结合实习，认识水相变化的基本有理。
【重点难点】
降水的凝结条件；蒸发和凝结过程中大气变化中的作用；全球降水量分布特征和原因。
第一节　蒸发和凝结
　　一、水相变化　二、饱和水汽压　三、影响蒸发的因素　四、湿度随时间的变化　五、、大气中水汽的凝结条件
第二节　地表面和大气中的凝结现象
　　一、地面的水汽凝结物　二、近地面层空气中凝结　三、云
第三节　降水
　　一、云滴增长的物理过程　二、雨雪的形成　三、人工影响云雨　四、降水的分布
【思考题】
1、蒸发和凝结过程。
2、降水形成的基本理论。
3、全球降水量分布特征。
第四章	大气的运动
【教学目的】
通过本章教学，使学生初步掌握大气环流的基本特征。掌握大气运动、温压场结构的基本原理。
【重点难点】
气压场特征分析，温压场结构理论；大气水平运动的原因和形式，大气环流在天气、气候中的作用。
第一节　气压随高度和时间的变化
　　一、气压随高度的变化　二、气压随时间的变化
第二节　气压场
　　一、气压场的表示方法　二、气压场的基本型式　三、气压场的空间结构
第三节　大气的水平运动和垂直运动
　　一、作用于空气的力　二、自由大气中的空气水平运动　三、磨擦层中空气的水平运动　四、空气的垂直运动
第四节　大气环流
　　一、大气环流形成的主要因素　二、大气环流平均状况　三、大气环流的变化
【思考题】
1、气压场特征。
2、温压场结构理论。
3、经圈环流与纬向环流的关系
4、大气环流中的地球地转作用。
5、全球环流及冬夏季节变化特征
第五章	天气系统
【教学目的】
通过本章教学以及实习，让学生基本了解天气变化主要过程，不同纬度和时空尺度的主要天气系统。
【重点难点】
气团和锋的特征，  低、中、高纬度主要天气系统。
第一节　气团和锋
　　一、气团　二、锋
第二节　中高纬度天气系统
　　一、高空主要天气系统　二、温带气旋和反气旋
第三节　低纬度天气系统
　　一、副热带高压　二、热带天气系统
第四节　对流性天气系统
　　一、龙卷　二、雷暴
【思考题】
1、赤道辐合带特征对天气气候的影响。
2、西太平洋副热带高压活动对天气气候的影响。
3、主要灾害性天气系统和特征。
第六章	气候的形成
【教学目的】
通过本章教学，使学生初步掌握海陆分布和冷热源的差异、不同纬度、高度、不同下垫面对气候形成的影响。
【重点难点】
天文辐射因子和特征，气候形成的环流因子、海陆分布对气候的影响；大地形、冰雪覆盖在气候形成中的作用。
第一节 太阳辐射
    一、太阳辐射与天文气候  二、辐射收支与能量系统
第二节 气候形成的辐射因子
    一、海气相互作用与环流  二、环流与热量输送  三、环流与水分循环  四、环流变异与气候
第三节 海陆分布对气候的影响
    一、海陆分布与气温  二、海陆分布对大气水分的影响  三、海陆分布与周期性风系  四、海洋性气候与大陆性气候
第四节 地形和地面特征与气候
    一、地形与气温  二、地形与地方性风  三、地形与降水  四、地面特性与气候
第五节 冰雪覆盖与气候
    一、世界冰雪覆盖状况  二、冰雪覆盖与气温  三、冰雪覆盖与大气环流和降水
【思考题】
1、为什么重视天文辐射因子在气候形成中的作用？
2、气候形成的环流因子有哪些？
3、在海陆分布对气候的影响中，主要考虑哪些问题。
    4、地形和地面特征对气候有哪些影响。
第七章	气候带和气候型
【教学目的】
通过本章教学，要求学生掌握气候分类的基本原理和方法，掌握气候带和气候型基本概念，熟悉全球主要气候带和气候型基本特征。
【重点难点】
气候带与气候型的基本概念；低、中、高纬度气候成因、特征、分布规律。高山气候与低、中、高纬度气候成因的区别。
第一节 气候带与气候型的划分
    一、柯本气候分类法  二、斯查勒气候分类法  三、气候分类法评议
第二节 低纬度气候
    一、赤道多雨气候  二、热带海洋性气候  三、热带干湿季气候  三、热带季风气候  四、热带干旱与半干旱气候
第三节 中纬度气候
    一、副热带干旱与半干旱气候  二、副热带季风气候  三、副热带湿润气候  四、副热带夏干气候（地中海气候） 五、温带海洋性气候  六、温带大陆性湿润气候  七、温带干旱与半干旱气候
第四节 高纬度气候
    一、副极地大陆性气候  二、极地长寒气候（苔原气候） 三、极地冰原气候
第五节 高山气候
    一、不同纬度高山气候成因及举例  二、高山气候与高低纬度气候成因分析
【思考题】
1、什么是气候带与气候型？
2、低、中、高纬度气候成因、特征、分布规律有哪些？
3、高山气候与低、中、高纬度气候成因的异同。
    4、总结全球气候带与气候型的地理特征。
第八章	气候变化和人类活动对气候的影响
【教学目的】
通过本章教学，要求学生结合查阅文献，了解气候变化的基本史实和变化因素，正确认识人类活动对气候的影响。
【重点难点】
气候变化的因素；人类活动对气候的影响 。
第一节 气候变化的史实
    一、地质时期的气候变化  二、历史时期的气候变化  三、近代气候变化特征
第二节 气候变化的因素
    一、太阳辐射的变化  二、宇宙-地球物理因子  三、下垫面地理条件的变化  四、大气环流和大气化学组成的变化
第三节 人类活动对气候的影响 
    一、改变大气化学组成与气候效应  二、改变下垫面性质与气候效应  三、城市气候
【思考题】
1、什么是冰期、间冰期？
2、你是怎样认识人类活动对气候影响的。
3、什么是气候变化？    
【课程考试】
    本课程考试采取“闭卷”(占70%)与“实验成绩”(占20%)、平时成绩（占10%）相结合的方式进行。其中，“闭卷”主要考气象学与气候学的基本概念、基本理论和基本知识，测评学生的理解、判断、分析、综合等能力；实验主要考查气象要素的观测、整理与分析能力；平时成绩主要考查作业情况、课堂讨论等思考问题能力。
四、使用教材与教学参考书目
【使用教材】
周淑贞等:《气象学与气候学》第三版,高等教育出版社,1997年
【教学参考书目】
1、伍荣生:《现代天气学》,高等教育出版社, 1999年
2、周淑贞,束炯:《城市气候学》,气象出版社,1994年
3、高国栋,陆渝蓉等:《气候学基础》,南京大学出版社,1990年
4、潘树荣等:《自然地理学第二版》,高等教育出版社,1998年
5、景贵和:《综合自然地理》,高等教育出版社,1990年