大气所气象学基础综合大纲

1、中国科学院大气物理研究所硕士研究生入学考试气象学基础综合考试大纲本气象学基础综合考试大纲适用于中国科学院大气物理研究所大气科学学科有关专业的硕士研究生入学考试，内容包括动力气象学、天气学和气候学三部分，考试内容各占三分之一。第一部分 动力气象学动力气象学是大气科学的重要分支，是许多学科专业的基础理论课程，它的主要内容包括大气运动的基本方程组及基本动力特征、涡旋运动与准地转模式、大气中的波动、大气不稳定理论、热带大气动力学以及大气环流及其数值模拟。要求考生对其基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握大气运动的基本方程及其变形，掌握大气中的主要波动类型和小扰动方法，掌握大气中存在的主要的不稳定现象及

2、其产生的条件，掌握热带大气动力学的特征及其与中、高纬度的差异，熟悉大气环流的主要特征并了解大气环流的数值模拟，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。一、考试内容（一）大气运动的基本方程组1地球和大气的基本特征2运动方程1 / 203连续性方程4状态方程、热力学方程和水汽方程5球坐标系中的大气运动方程组6局地直角坐标系中的大气运动方程组7平面近似8 能量守恒定律9 尺度分析和基本方程组的简化10地转风与热成风11静力平衡（二）涡旋运动与准地转模式1环流与环流定理2涡度方程、位涡度方程3浅水模型中的涡度方程4散度方程与平衡方程5准地转模式与准地转位涡度守衡定律6准地转位势倾向方程和方程（

3、三）大气中的波动1小扰动的波动方程式2声波3重力波4惯性内波与惯性振荡5重力惯性外波和重力惯性内波6罗斯贝波7群速度和上游效应（四）不稳定理论1不稳定的概念2惯性不稳定3正压不稳定4斜压不稳定5开尔文-赫姆霍兹不稳定（五）热带大气动力学1热带大气运动的主要特征及其尺度分析2混合罗斯贝-重力波和开尔文波3积云对流加热参数化4第二类条件不稳定（CISK）和台风的发展（六）大气环流及其数值模拟1大气环流2角动量平衡和输送3热量和水分平衡4能量循环5大气环流的模拟6平流层大气环流二、考试要求（一）大气运动的基本方程组1熟悉并掌握地球自转角速度、地球的平均半径、标准大气压和标准大气密度的数值。2理解并掌

4、握重力、气压梯度力、Coriolis力和平面近似的概念，熟悉运动方程及其在球坐标下的形式，熟练掌握局地直角坐标系下的大气运动的基本方程组。3理解并掌握位温的概念，了解连续性方程、状态方程和热力学方程。4了解并掌握大气中主要的能量形式，熟悉能量守恒定律。5了解并掌握大气运动的分类及其特征量；理解地转风、热成风和静力平衡的概念，并熟练掌握其公式。（二）涡旋运动与准地转模式1了解环流的物理意义和环流定理；深入理解并掌握涡度、位涡度的概念，能够熟练掌握浅水模型中的涡度方程和位涡度守恒的推导。2了解散度方程和平衡方程，掌握准地转模式和准地转位涡度守衡，了解准地转位势倾向方程和方程。（三）大气中的波动1理

5、解并熟练掌握小扰动方法，并能灵活运用于方程组的线性化。2了解并掌握大气波动的基本类型、特性及其形成的物理条件。3深入理解罗斯贝波的基本概念及其动力学性质，掌握经典的罗斯贝长波公式及其频散理论。4深入理解并区分波动的相速度和群速度，掌握上游效应的概念。（四）不稳定理论1理解并掌握波动不稳定的概念。2了解并掌握大气波动不稳定的基本类型、成因及其不稳定的判据。3掌握正压不稳定判据的推导、机理及其与基本气流分布的关系。4了解斜压不稳定的Eady模式和两层模式，掌握斜压不稳定的机理。（五）热带大气动力学1了解并掌握热带大气运动的主要特征，了解赤道平面近似下的大气运动方程。2了解并掌握低纬大气混合罗斯贝-

6、重力波和开尔文波的基本特性及其形成的物理条件。3理解低纬小尺度对流与大尺度扰动间的相互作用，掌握积云对流加热参数化的概念并了解其方法。4深入理解并掌握第二类条件不稳定（CISK）的概念，了解台风的发展理论。（六）大气环流及其数值模拟1掌握大气环流的基本概念和北半球大气环流的主要观测事实，了解大气环流演变过程中角动量、热量和水分的平衡和输送以及能量的循环。2了解大气环流的数值模式和数值模拟。3了解平流层和中间层大气运动的基本特征，了解平流层大气运动中准两年振荡和爆发性增温现象。三、主要参考书目1 小仓义光著，黄荣辉译. 大气动力学原理北京：科学出版社，19812 叶笃正，李崇银，王必魁动力气象学

7、北京：科学出版社，19883 刘式适，刘式达大气动力学北京：北京大学出版社，1999第二部分 天气学天气学是现代气象的重要内容，是许多学科专业的基础理论课程，它的主要内容包括气象天气学的基本概念，如气团、锋面、气旋与反气旋、低槽、切变、高压等，天气基本过程，如寒潮天气过程、降水天气过程、对流性天气过程等，大尺度环流特征，如大气平均环流、低纬度和高原环流系统、东亚季风环流等。要求考生对其基本概念有较深入的了解，能够准确地掌握基本概念，深入理解天气过程，总体了解大气环流特征，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。一、考试内容（一）基本概念1气团、锋面2气旋与反气旋3高低空急流4切变线与低

8、涡5阻塞高压与副热带高压6赤道辐合带与东风波7南压高压8台风与对流复合体9高空槽与高压脊10极涡11Walker 环流12Hadley 环流13ENSO事件（二）天气系统和过程1中高纬天气系统2低纬天气系统3寒潮天气过程1） 寒潮爆发路径2） 不同路径对我国天气的影响3）寒潮预报4大型降水天气过程1） 大范围降水的环流特征2） 降水的天气尺度天气系统3） 暴雨的中尺度系统4） 不同高度急流对暴雨的作用5）降水的形成与诊断5对流性天气过程1） 雷暴的结构及雷暴天气的成因2） 中小尺度天气系统3） 对流性天气预报的物理基础4）对流性天气的预报方法6江淮梅雨天气过程1） 形成江淮梅雨的东亚大气环流形

9、势2） 江淮梅雨对流层中低层的天气系统特征3）江淮梅雨锋的基本特征（三）环流特征1大气环流特征1） 大气平均环流特征与季节转换2） 控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型3） 极地环流概况4） 热带环流概况5） 西风带大型扰动6） 急流7）东亚环流基本特征2低纬度和高原环流特征1） 低纬度环流的基本特征2）高原上空环流的基本特征3季风环流特征1） 冬、夏东亚季风环流特征2）东亚季风的形成4东亚季风与低频振荡（四）大气运动的基本特征1大尺度系统的控制方程1） 影响大气运动的作用力2） 控制大气运动的基本定律及方程3） “p”坐标系中的基本方程组4） 涡度方程、位势倾向方程与方程5）风场和气压

10、场的关系2低纬度大气运动特征1） 低纬度大气运动的基本特征2）云团、台风、热带波动和热带气旋运动的基本特征二、考试要求（一）准确地掌握基本概念；（二）了解并掌握东亚天气过程和大气环流演变特征；（三）深入理解和掌握大气运动的基本特征和控制方程；（四）具有综合运用所学知识及分析问题和解决问题的能力。三、主要参考书目1朱乾根等编著天气学原理与方法第3版北京：气象出版社，20002伍荣升主编现代天气学原理北京：高等教育出版社，2000第三部分 气候学气候学是大气科学的一个主要分支，属于全球变化科学研究的范畴，它包括气候系统的基本概念、气候变化的基本特征及表征、气候变化的成因、人类活动对气候变化的影响等

11、一系列基本概念及理论。考生需深入理解和掌握大纲所要求的基本概念和原理，熟悉其研究方法，并具备运用所学知识进行分析和解决问题的能力。一、考试内容（一）气候系统1传统气候学的定义、研究内容和发展历史2当代气候学和经典气候学的差异及其各自的研究方法3气候系统的概念、研究内容及所包含的主要过程4气候系统各组成部分（大气圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和生物圈）5气候系统的基本特性（反馈性和敏感性）和可预报性6基本气候统计变量的计算及表征（二）气候系统的能量平衡1太阳短波辐射所包括的内容，太阳常数、总辐射、直接辐射、散射辐射、反射率和反射辐射等基本概念2地面长波辐射、大气逆辐射和地面有效辐射3大气中的辐射传输过

12、程和大气透明系数4大气对辐射吸收的主要特点5地面辐射平衡方程、大气辐射平衡方程和地气系统辐射平衡方程6地气系统的热量平衡7全球能量平衡示意图（三）气候系统的水分循环1气候系统水循环的主要过程2地表水分收支方程3地气系统的水分平衡4全球水循环的示意图（四）大气环流1大气环流形成的物理机制2大气环流的基本特征3季风的基本概念和形成原因4东亚季风的基本特征（五）地-气相互作用1陆地表面过程对气候的作用2海洋对气候变化的作用3地形对气候变化的作用4青藏高原对气候变化的作用5冰雪对气候变化的作用（六）气候变化和模拟1气候变化的定义与时期的划分2气候变化的原因及与时间尺度的关系3气候研究的方法4当前气候数

13、值模拟的现状和发展趋势（七）人类活动和气候变化1人类活动对气候变化影响的途径2当前主要的温室气体3人类活动对气候变化的影响4气候变化对人类活动的影响二、考试要求（一）气候系统1熟练掌握传统气候学的定义、研究内容和发展历史。2了解当代气候学和经典气候学的差异及其各自的研究方法。3熟悉气候系统的概念、研究内容及所包含的主要过程。4理解气候系统各组成部分（大气圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和生物圈）的基本特性和各圈层之间的相互作用。5了解和掌握气候系统的基本特性（反馈性和敏感性）和可预报性。6熟悉和掌握基本气候统计变量的计算及表征的意义。（二）气候系统的能量平衡1准确理解和掌握总辐射、直接辐射、散射辐射、

14、反射率和反射辐射的基本概念。2理解和掌握地面长波辐射、大气逆辐射和地面有效辐射；能熟练应用和计算地面有效辐射。3了解大气中的辐射传输过程，理解大气透明系数的基本概念。4了解大气对辐射的吸收主要特点、温室效应的基本原理。5熟知地面辐射平衡方程、大气辐射平衡方程和地气系统辐射平衡方程及各分支过程的物理意义。6熟练掌握地表热量平衡方程、大气热量平衡方程和地气系统热量平衡方程。7了解全球能量平衡示意图。 （三）气候系统的水分循环1掌握气候系统水循环的主要过程，了解当前蒸发计算的几种方法。2了解和掌握地表、大气水分收支方程及其各分支过程。3熟悉地气系统的水分平衡。4了解全球水循环的示意图中的各主要过程。

15、 （四）大气环流1理解和掌握大气环流形成的物理因子。2清楚的了解大气环流的基本特征。3掌握季风的基本概念和形成原因。4了解东亚季风的概念、基本特征和形成原因。（五）陆地、海洋对气候变化的作用1掌握陆地表面所包括的主要物理过程，理解和掌握陆地表面过程对气候的作用主要途径，了解陆面影响气候变化的主要因子。2掌握海洋的基本特性，了解陆地和海洋在物理特性上的差异，了解海洋对气候变化影响的机理，掌握几个海气相互作用的典型个例。3地形对气候变化的作用：了解地形对辐射、温度、气流和降水的影响。4理解并掌握青藏高原大地形对气候的动力和热力作用。5了解冰雪对气候变化影响的主要物理过程，特别是冰雪异常与气候变化相互作用的反馈机制。（六）气候变化和模拟1气候变化的定义与时期的划分：掌握气候变化、气候趋势、气候变动、气候振动、气候波动、气候的周期性、气候不连续性、气候变迁等基本概念，了解气候时间尺度的划分。2了解气候变化的原因及与时间尺度的关系。3简单了解气候研究的方法，包括地质时期气候变化的研究方法、历史时期气候变化的研究方法、近代气候变化的研究方法、现代气候研究方法。4简单了解当前气候数值模拟的现状和发展趋势。（七）人类活动和气候变化1人类活动对气候变化的影响1）深入理解下垫面变化对气候变化的影响，包括植被状况的改变、城市化的发展等对气候变化的影响2）