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《天气学原理》课程教学大纲课程名称：天气学原理英文名称：Principle of Synoptic Meteorology学分：4 总学时：57 理论学时：46 实验（上机）学时：11适用专业：大气科学一、课程的性质、目的天气学原理是研究不同尺度的天气系统和天气现象发生发展及其变化的基本规律，并利用这些规律来预测未来天气的科学。
该课程是大气科学专业本科生的重要专业基础课程和主干课之一，属于专业核心课程。
该课程侧重理论教学，主要介绍天气学的经典理论：大气运动的基本特征、锋面理论、气旋与反气旋、大气环流概况、天气系统和天气形势的天气学预报方法。
通过本课程的学习使学生掌握天气学预报的基本原理、基本概念和基本分析方法。
二、教学基本要求通过学习“天气学原理”课程，学生应掌握天气学预报的基本原理和基本概念，掌握天气系统多维结构的建立，以及天气学理论和具体天气过程、天气系统的相互融合，掌握天气学预报的基本分析方法，具有推导基本方程和公式的能力，初步做到利用天气学原理的知识解释和分析基本天气事实，并为后续专业课程的学习和今后的业务与科研工作奠定坚实的理论基础。
三、课程教学基本内容第1章大气运动的基本特征1、教学内容1.1旋转坐标系运动方程及作用力分析熟练掌握大气运动各作用力含义、表达式及理解它的物理意义。
1.2控制大气运动的基本定律理解个别变化、局地变化、平流变化含义，熟练掌握质量散度（质量通量散度）含义、表达式及其物理意义。
1.3大气尺度系统的控制方程理解尺度分析含义、掌握在自由大气中大尺度系统运动，可以作为准地转、准静力处理，理解热力学能量方程中引起固定点温度变化的因子。
1.4“P”系统中的基本方程组掌握P坐标系的优越性，掌握位势、位势高度、位势米、几何米概念，理解等高面上水平气压梯度力可以用等压面上位势梯度或等压面坡度表示。
1.5风场和气压场的关系熟练掌握地转风、梯度风、热成风、地转偏差含义、表达式及有关讨论，并会应用。
兰大《天气诊断分析》18春平时作业21、B2、B3、B4、A5、ABC一、单选题共4题，16分1、水汽压是空气中的汽态水本身的-----A水压B压强C低压D高压正确答案是：B2、兰勃脱圆锥投影,标准纬线--------A45°和60B30°和60C45°和90D30°和90正确答案是：B3、个别变化法一般情况下对----大气效果较好A中层B高层C底层D低层正确答案是：B4、-----是空气质块旋转强度的物理量。
A涡度B散度C强度D螺旋度正确答案是：A二、多选题共4题，16分1、初始场存在误差的原因------A观测误差B资料密度问题C客观分析造成的误差D认为误差正确答案是：ABC2、日常所用的-------三种投影都是正形投影。
A极射赤平B兰勃托C割面投影D麦开脱正确答案是：ABD3、热力学量中水汽变量的形式比较多，最常用的有----A温度露点差B水汽压C比湿D相对湿度和假相当位温等正确答案是：ABCD4、投影的方式有-----A极射赤面投影B等面积投影C等方位投影D正形投影正确答案是：BCD三、判断题共17题，68分1、在中纬度大尺度系统中，实测风与地转风相差不大。
因此，可用地转风代替实测风，并可根据地转风公式直接从高度场(或气压场)求得相对涡度A错误B正确正确答案是：B2、均方根误差反映了预报值与实况值的平均偏离程度，因而能反映总误差情况，它是衡量预报误差最常用的一个统计参数A错误B正确正确答案是：B3、当Q矢量垂直于热成风时，地转扰动将导致锋生或锋消A错误B正确正确答案是：B4、整层温度露点差是整层水汽饱和程度的度量，是一个矢量A错误B正确正确答案是：A5、从动力学角度来分析，散度的变化，可反映天气系统的发生和发展。
A错误B正确正确答案是：A6、当Q矢量场辐合时，垂直运动向下；当Q矢量场辐散时，垂直运动向上。
A错误B正确正确答案是：A7、在物理上，Ri表示大气静力稳定度和动力稳定度的综合参数A错误B正确正确答案是：B8、在对流层低层，尤其在低纬度，位涡变得很微弱，而且位涡也不包含水汽分布的影响A错误B正确正确答案是：B9、风的方向即为水汽输送的方向。
目录第一章大气运动的基本特征修订版前言第三版前言§1.1 影响大气运动的作用力§1.2 控制大气运动的基本定律§1.3 大尺度运动系统的控制方程§1.4 “p”坐标系中的基本方程组§1.5 风场和气压场的关系第二章气团与锋§2.1 气团§2.2 锋的概念与锋面的坡度§2.3 锋面附近气象要素场的特征§2.4 锋面分析§2.5 锋生与锋消第三章气旋与反气旋§3.1 气旋、反气旋的特征和分类§3.2 涡度与涡度方程§3.3 位势倾向方程与w方程§3.4 温带气旋与反气旋§3.5 东亚气旋与反气旋第四章大气环流§4.1 大气平均流场特征与季节转换§4.2 控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型§4.3 极地环流概况§4.4 热带环流概况§4.5 西风带大型扰动§4.6 急流§4.7 东亚环流基本特征第五章天气形势及天气要素的预报§5.1 天气系统及天气形势的天气学预报方法§5.2 气象要素和天气现象的天气学预报方法§5.3 数值预报产品的释用第六章寒潮天气过程§6.1 概述§6.2 寒潮天气系统§6.3 寒潮天气过程§6.4 寒潮天气过程的成因分析§6.5 寒潮预报第七章大型降水天气过程§7.1 降水的形成与诊断§7.2 大范围降水的环流特征§7.3 降水的天气尺度系统§7.4 雷暴的结构及雷暴天气的成因§7.5 不同高度急流对暴雨生成的作用第八章对流性天气过程§8.1 雷暴的结构及雷暴天气的成因§8.2 中小尺度天气系统§8.3 对流性天气预报的物理基础§8.4 对流性天气的预报方法第九章低纬度和高原环流系统§9.1 低纬度大气运动的基本特征§9.2 低纬度环流的基本特征§9.3 太平洋副热带高压§9.4 南亚高压§9.5 赤道辐合带§9.6 热带波动和热带涡旋§9.7 云团§9.8 台风§9.9 高原影响和高原环流系统第十章东亚季风环流§10.1 东亚季风环流系统§10.2 东亚季风的形成§10.3 东亚季风与低频振荡第十一章天气诊断分析§11.1 客观分析方法§11.2 水平流场分析§11.3 垂直运动的诊断§11.4 水汽通量\水汽通量散度及降水量的计算附表常用数据参考文献。
天气学原理Char1 大气运动的基本特征1、真实力：气压梯度力、地心引力、摩擦力（1）气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，由于气压分布不均匀而产生（2）地心引力：地球对单位质量空气的万有引力（3）摩擦力：单位质量空气受到的净粘滞力2、视示力：惯性离心力、地转偏向力惯性离心力：地球受到了向心力的作用却不作加速运动，违背牛顿第二定律，为了解释这种现象引入惯性离心力，其大小与向心力相等而方向相反。
C=Ω2R地转偏向力：由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现加速度，违背牛顿第二定律，从而引入，以使牛顿运动定律在旋转参考系中成立。
地转偏向力的特点：A= -2Ω×V（1）地转偏向力A与Ω相垂直，在纬圈平面内（2）地转偏向力A与风速V垂直，只改变气块运动方向，不改变其速度大小（3）在北半球A在水平速度的右侧，在南半球A在水平速度的左侧（4）地转偏向力的大小与相对速度成正比，V=0时，A=0；只有在做相对运动时A才存在重力：地心引力与惯性离心力的合力。
重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大。
3、地转偏向力与水平地转偏向力有何相同与不同？水平地转偏向力：大气中垂直运动一般比较小，气块的运动主要受x方向和y方向的影响。
通常情况下w很小，因而近似有Ax=2Ωv和Ay= -2Ωu。
对水平运动而言，北半球Ax、Ay 使运动向左偏，南半球右偏。
地转偏向力：包括垂直运动。
4、控制大气运动的基本规律：能量守恒、质量守恒、动量守恒牛顿第二运动定律——运动方程质量守恒定律——连续方程能量守恒定律——热力学能量方程气体实验定律——气体状态方程5、温度平流变化-V·▽h T是气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献，称为温度平流变化。
-▽T温度梯度由高温指向低温。
当-V·▽h T<0时，有冷平流，夹角为钝角，风从冷区吹向暖区，使局地温度降低。
当-V·▽h T>0时，有暖平流，夹角为锐角，风从暖区吹向冷区，使局地温度升高。
