《中尺度天气动力学》教学大纲

1、中尺度天气动力学Mesoscale weather dynamics课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分： 2 学分课程总学时： 32 学时，其中讲课：32 学时课程性质：必修开课学期：第6学期先修课程： 天气学原理，动力气象学，中国天气，天气学基础，典型天气过程分析适用专业： 大气探测专业教 材：寿绍文等，中尺度天气学（第二版），气象出版社， 2009年。开课单位：大气科学学院 动力气象系二、课程性质、教学目标和任务中尺度大气动力学及数值模拟是中尺度气象学的主要内容，是研究中尺度天气系统及与其相联系的严重灾害性天气（如雷暴、暴雨、冰雹、龙卷、下击暴流等等）发生、发展的动力学机制和预报理论

2、及方法的学科。中小尺度气象学是当代大气科学中最受人们关注的研究领域之一，在大气科学中占有重要的地位。本课程是对这一领域的知识的概要介绍。全部教学内容共九章，从第一章至第八章依次讨论的内容为：中尺度大气运动的特征；自由大气非对流性中尺度环流；中尺度孤立对流系统；中尺度带状对流系统；中尺度对流复合体；锋面气旋及台风附近的中尺度雨带；影响中尺度对流系统发生发展的因子；中尺度天气的预报。内容广泛涉及当今中尺度研究中的重要问题。通过本课程的教学，使学生对本学科及相关学科国内外的最新研究进展、发展趋势和应用前景有所了解。三、教学内容和要求第一章 中尺度大气运动的特征及控制方程组（ 4 学时）1.1 大气运

3、动系统的尺度划分（1学时）（1）掌握：中尺度的定义及尺度划分方法1.2 中尺度大气运动的基本特征（1学时）（1）掌握中尺度大气运动的基本特征1.3 描述中尺度运动的方程组（2学时）（1）了解：对比理解掌握包辛尼斯克方程组、滞弹性近似方程组（2）理解：中尺度方程的基本推导 （3）掌握：中尺度运动的描述方程重点：中尺度大气运动的基本特征难点：用于讨论中小尺度天气问题的方程组得简化依据。第二章 自由大气非对流性中尺度环流（ 2 学时）2.1 自由大气的重力波（1学时）（1）掌握：重力波的观测特征、天气背景2.2 重力波的发生发展（1学时）（1）理解：风的垂直切变与重力波发生发展的关系（2）熟悉：重力

4、波的发生发展机制重点：重力波的结构特征难点：重力波结构及其对天气的影响 第三章 中尺度孤立对流系统（ 4学时） 3.1 普通单体雷暴（0.5学时）（1）掌握普通单体雷暴的定义与基本特征3.2 多单体风暴（1学时）（1）掌握多单体雷暴的定义与特征3.3 超级单体风暴（1学时）（1）掌握超级单体风暴的定义与特征3.4 龙卷风暴（1学时）（1）掌握龙卷风暴的定义与结构特征3.5 下击暴流（0.5学时）（1）掌握下击暴流的定义（2）理解下击暴流的形成重点：孤立对流系统的环流结构与天气特征难点：超级单体风暴的云物理结构，形成与发展机制第四章 中尺度带状对流系统（ 4学时）4.1 温带飑线系统（0.5学时

5、）（1）掌握温带飑线的定义与天气特征4.2 中纬度飑线的形成方式及机制（2学时）（1）理解中纬度飑线的形成方式及机制4.3 具有前导线和尾随层状区型的飑线系统（1学时）（1）理解具有前导线和尾随层状区型的飑线系统4.4 飑线天气过程的个例分析（0.5学时）（1）理解飑线过程的分析重点：飑线的天气特征，环流结构，形成机制难点：飑线在天气过程的识别与分析第五章 锋面气旋及台风附近的中尺度雨带（ 4学时）5.1 锋面气旋附近天气尺度的降水机制（1学时）（1）掌握锋面气旋附近天气尺度的降水机制5.2 锋面附近的中尺度雨带（0.5学时）（1）掌握锋面附近的中尺度雨带5.3 锋面附近中尺度雨带的成因（0.

6、5学时）（1）熟悉锋面附近的中尺度雨带成因5.4 地形对锋面降水的影响（1学时）（1）了解地形对锋面降水的影响5.5 台风附近的中尺度雨带（1学时）（1）理解台风附近中尺度雨带的成因（2）掌握台风附近的中尺度雨带重点：锋面气旋附近的天气尺度降水机制与中尺度雨带特征；台风附近的中尺度雨带难点：锋面气旋、台风附近中尺度雨带成因第六章 中尺度对流复合体（ 4学时）6.1 中尺度对流复合体的特征和结构（2学时）（1）掌握中尺度对流复合体的特征与结构6.2 MCC发展各阶段的天气尺度环境（1学时）（1）理解MCC发展各阶段的天气尺度环境6.3 大尺度环境中MCS加热的作用（1学时）（1）了解大尺度环境中

7、MCS加热的作用重点：中尺度对流复合体的定义，结构特征难点：MCS的天气学影响与认识第七章 影响中尺度对流系统发生发展的因子（ 6学时）7.1 大气位势不稳定性与对流的关系（1学时）（1）掌握位势不稳定性7.2 第二类条件性不稳定与中尺度对流系统的关系（1学时）（1）理解第二类条件性不稳定与中尺度对流的关系（2）掌握第二类条件性不稳定定义7.3 条件性对称不稳定与中尺度对流系统的关系（1学时）（1）理解条件性对称不稳定的应用（2）对比掌握位势不稳定性、第二类条件不稳定、条件性对称不稳定的定义与区别7.4 环境热力和动力条件对对流风暴强度和类型的综合影响（1学时）（1）理解环境热力和动力条件对对

8、流风暴强度和类型的综合影响7.5 风垂直切变对对流风暴传播的作用（1学时）（1）理解风垂直切变对风暴传播的影响7.6 风垂直切变对雷暴的组织和分裂作用（1学时）（1）了解风垂直切变线对风暴发生发展的不同影响重点：位势不稳定性；第二类条件不稳定；条件性对称不稳定的定义难点：风垂直切变线对风暴发生发展的不同影响第八章 中尺度天气的预报（ 4学时）8.1 中尺度天气预报方法概论（2学时）（1）掌握中尺度天气预报基本思路8.2 暴雨的分析和预报（1学时）（1）掌握暴雨的分析与预报8.3 强对流天气的分析和预报（1学时）（1）掌握强对流天气的分析与预报重点：中尺度天气、暴雨与对流天气的预报基本思路难点：暴雨与强对流天气的天气分析与预报难点四、课程考核（1）作业和报告：作业：5次，课程论文0篇（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩30%，期末考试成绩70% 五、参考书目（1）寿绍文等，中尺度气象学（第一版），气象出版社， 2009年（2）寿绍文等，天气学分析（第二版），