南京信息工程大学成教”动力气象学“ 学位考试大纲.doc

”动力气象学“ 学位考试大纲考试科目代号：考试科目名称：动力气象学第一部分：课程目标与基本要求一课程目标通过本课程的教学，使学生理解大气动力学的基本规律；掌握大气动力学的基本理论；并学会运用动力学方法去分析和解决大气科学方面的一些问题。二基本要求要求学生掌握有关动力气象学的基本概念、基本理论；并具有应用动力气象学的基本理论，去分析研究大气动力学和热力学相关实际问题的基本能力。为今后从事与气象业务有关的工作打下良好的基础。第二部分：各章节的要求与考试内容第一章 描写大气运动的方程组 一、要求1、 掌握根据物理学中的基本定律导出各基本方程2、 了解球坐标系中的基本方程组及薄层近似3、 掌握局地直角坐标系中的基本方程组并会应用4、 了解所需的初始条件及边条件 二、考试内容1、 个别变化与局地变化2、 绝对坐标系与相对坐标系3、 作用于大气上的各种作用力及其特性4、 运动方程、连续方程、状态方程、热力学方程、水汽方程5、 球坐标系的取法及其特点、速度及加速度的表示；曲率加速度；球面性引起的散度6、 球坐标系的薄层近似中要遵循的角动量守恒定律及机械能守恒定律7、 局地直角坐标系取法及其特点8、 上述两坐标系的闭合方程组9、 初始条件及边界条件第二章 尺度分析与基本方程组的简化一、要求1、了解尺度概念及大气运动的尺度分类2、掌握基本方程组的尺度分析方法3、了解中高纬度中尺度及大尺度大气运动的性质4、掌握重要的特征参数二、考试内容1、 尺度的概念2、 大气运动的尺度分类3、 尺度分析方法4、 基本方程组的尺度分析与简化5、 中高纬度中尺度及大尺度大气运动各自的特性6、 重要的特征参数Ro数、Ri数等7、 平面近似第三章 涡度方程和散度方程一、要求1、 了解流函数、速度势、环流及涡度的物理意义2、 掌握涡度方程的推导、各项的物理意义及应用3、掌握散度方程的推导及意义4、了解位势涡度方程的意义及应用 二、考试内容1、 涡度的定义及其物理意义2、 流函数及速度势定义及其物理意义3、 涡度方程的推导及各项的物理意义4、 p 坐标系中的涡度方程和散度方程5、 位势涡度方程6、 上述方程的应用第四章 大气能量学 一、要求1、了解大气能量的主要形式2、掌握大气能量平衡方程的推导及意义3、掌握静力平衡大气中的能量转换4、掌握有效位能的概念、定义5、 了解实际大气中的能量循环二、考试内容1、 单位质量及单位截面积大气基本能量的表达式2、 单位质量及单位截面积大气组合能量的表达式3、 压力位能的物理意义4、 静力平衡下，无限高气柱中位能与内能的关系5、 大气的动能平衡方程、位能平衡方程及内能平衡方程6、 闭合系统中，上述能量方程各项的物理意义、能量间转换的条件与机制7、 单位质量大气的伯努力能量方程8、 有效位能的概念、定义、分析表达式及近似表达式9、 有效位能的平衡方程及局地效率因子10、 实际大气中能量的主要转换过程及物理机制第五章 大气行星边界层 一、要求1、 了解大气行星边界层及其特征2、 了解边界层内的分层及其特点3、 掌握平均运动方程的推导与湍流粘性力的概念4、 掌握属性的湍流输送通量密度及其参数化的混合长理论5、 掌握近地面层中性及非中性层结下风随高度分布的特征6、掌握埃克曼层风随高度分布的特征7、了解埃克曼抽吸与旋转减弱8、了解湍流运动发展的判据 二、考试内容1、 大气边界层的特征2、 贴地层、近地面层、埃克曼层，它们各自的特点3、 粗糙高度4、 推导平均运动方程的原因及方法5、 混合长理论6、 属性的湍流输送通量密度7、 湍流粘性应力与湍流粘性力8、 近地面层中性层结下风随高度分布的特征9、 近地面层非中性层结下风随高度分布的特征10、 埃克曼层中风随高度分布的特点及原因11、 二级环流的概念12、 埃克曼抽吸13、 大气旋转减弱的物理机制14、 湍流运动发展的判据第六章 大气中的基本波动 一、要求1、 了解大气波动的基本概念2、 掌握单波与群波的概念和波速的求法3、 掌握微扰动方法并会用微扰动方法对基本方程组进行线性化4、 掌握声波产生的物理机制及求解过程5、 掌握重力惯性外波产生和传播的物理机制与求解6、 掌握重力惯性内波传播的物理机制与求解过程7、 掌握罗斯贝波产生的机制、性质及求解过程8、 了解滤波的概念及滤波条件9、 了解波动稳定性的概念及数学表述二、考试内容1、 有关波动的基本物理量2、 求相速和群速的公式及物理意义3、 微扰动方法及其基本假定4、 波动问题中求频率方程的基本方法5、 算子行列式方法6、 声波产生的物理机制及其求解、相速和群速7、 兰姆波8、 重力惯性外波产生和传播的物理机制与求解、相速和群速9、 浮力振荡以及重力内波形成的机制10、 布西内斯克近似11、 重力惯性内波传播的物理机制与求解、相速和群速12、 罗斯贝波产生的机制、性质及求解、相速和群速13、 “噪音”与滤波14、 波动稳定性的概念及数学表述第三部分: 有关说明与实施要求1考试目标的能力层次的表述考核要求按照理解、掌握、应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。三个能力层次是递进等级关系，各能力层次的含义是： 理解：知道有关名词、概念的意义。 掌握：在理解的基础上，能全面地把握基本概念、基本性质、基本方法，能掌握有关概念、性质、方法的联系和区别，并内化为自己实际分析问题、解决问题的应用能力。 应用：在掌握的基础上，能够熟练应用所学知识，解决学习中、工作中碰到的问题。2、参考书目：动力气象学教程，吕美仲、候志明、周毅 编著 ，气象出版社，2004年3命题考试的若干规定（1）本课程的命题考试是根据教学大纲规定的考试内容来确定的。试卷兼顾覆盖面、能力层次、内容难易程度；（2）试卷难易程度分为：较容易、中等难度、较难三级。每份试卷中三种难度试题分数比例为：较容易题30，中等难度题 60、较难题10。（3）试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“理解、领会”20；“掌握”40：“熟练掌握及应用”为40（4）试题主要题型有：是非题、填空题、选择题、名词解释题、推导题、问答题等。（5）考试方式为闭卷笔试，考试时间为120分钟。（6）试卷主要测验考生对动力气象学的基本理论、基本知识的熟悉、理解和掌握程度。4. 附考试卷一份成人学士学位专业课程考试 动力气象学 试卷( 样卷) （答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效）一、 是非题（共10分，每小题2分， 对，错X ）1、 有限高气柱中内能与位能是成比例的，它们是具有相同趋势变化的。2、 实际大气中边界层的厚度是与湍流强度及地理纬度成正比的。3、 由于二级环流引起的旋转衰减作用比湍流扩散作用更为显著，因此二级环流引起的垂直速度比大尺度系统垂直速度要强。4、 波动的群速度是指群波（合成波）的移动速度。5、 在实际大气中，重力内波的产生与传播是在强烈不稳定的大气中。二、 解释及说明（共20分，每小题4分）1、 平面近似的物理本质； 2、重力惯性外波； 3、埃克曼螺线；4、； 5、 三、 回答问题（共20分）右图给出了某测站观测到的三个高度上的地转风 。1、 请画出层的热成风及层的热成风；（6分）2、 请分别说明层及层的冷暖平流情况；（6分）3、 未来该测站的天气趋势如何。（4分） 四、回答问题（共20分） 有下列方程组： o 1、请说明上述两个方程各代表什么？（6分）2、解释K*与P*互相转换的机制是什么？（5分） 3