教育教学

相关链接:

教室安排

课程信息

当前位置: 首页 > 教育教学 > 研究生教育 > 课程信息

中小尺度天气动力学与数值模拟  073M4003H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:高守亭等
课程编号: 073M4003H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:高守亭等
英文名称: Dynamics of meso-scale system and numerical simulation

教学目的、要求

本课程为气象学专业研究生的学科基础课。本课程陈述了中尺度动力学基本概念,基本理论和暴雨临近预报方法等基础性内容。通过教学活动,拓宽和深化中尺度研究领域和内容,在学术方面相互启发和交流,促进中尺度研究的进一步发展。

预修课程

动力气象、天气学、数值预报、高等数学

教 材

主要内容

第一章	无量纲参数
第一节	同旋转及层结有关的参数及动力相似性
第二节	魏萨拉频率( Brunt-Vaisala frequency)
第三节	里查逊数(Richardson Number)及其重要性

第二章	中尺度天气系统基本方程组
第一节	中尺度运动基本方程组
第二节	风场的分解、涡度方程、散度方程
第三节	中尺度系统的位涡方程及位涡物质方程
第四节	流线涡方程
第五节	螺旋度及螺旋度方程
第六节	大气的中尺度适应过程及其应用

第三章	准地转理论及其问题
第一节	准地转位势倾向方程
第二节	准地转方程
第三节	准地转理论的物理实质及其天气意义
第四节	准地转理论中的问题及改进方法

第四章	锋生理论(Swayer-Eliassen锋生理论,半地转锋生理论)
第一节	变形场方程
第二节	锋生函数及其推广
第三节	Swayer-Eliassen锋生理论
第四节	半地转锋生理论

第五章	非均匀饱和湿空气动力参数及有关方程
第一节	非均匀饱和大气中的广义位温的引入及其守恒性
第二节	广义湿位涡及其倾向方程
第三节	热力、质量强迫下的湿位涡异常
第四节	质量强迫下的湿位涡不可渗透性原理

第六章	中尺度不稳定理论及分析方法
第一节	不稳定分类及其分析方法简介
第二节	静力不稳定
第三节	对称不稳定
第四节	切变不稳定
第五节	斜压不稳定

第七章	大气重力波理论及重力波拖曳参数化
第一节	重力波概况
第二节	控制方程
第三节	重力波的波动特征
第四节	重力波极化理论
第五节	重力波的波作用量方程
第六节	重力波破碎参数化理论
第七节	重力波分析方法
第八章	有限区域风场分解原理
第一节	有限区域风场分解进展
第二节	有限区域调和余弦分解原理
第三节	调和余弦分解方法的扩展应用
第四节	分解方法在暴雨研究中的应用

第九章	基于标量场理论的动力预报方法
第一节	城市夏季高温高湿天气过程的动力预报方法
第二节	气旋移动的动力预报方法
第三节	暴雨落区及移动的动力预报方法
第四节	强降水预报的质量散度方法
第五节	变形场预报方法
第六节	水汽位涡及其应用

第十章	矢量场理论与动力预报方法
第一节	对流涡度矢量(CVV)
第二节	对流涡度矢量的动力预报方法
第三节	湿涡度矢量(MVV)和动力涡度矢量(DVV)
第四节	非均匀饱和湿大气中非地转Q矢量
第五节	Q矢量的动力预报方法
第六节	E矢量
第七节	波作用矢量

第十一章	中尺度对流系统的结构与理论
第一节 对流系统的触发
第二节 孤立对流的组织
第三节	中尺度对流系统:飑线,MCC,龙卷,下击暴流等; 
第四节	强迫的中尺度运动- 海陆风,坡谷风

第十二章   地形对中尺度系统发生发展的影响
第一节	山地地形的热力驱动环流
第二节	山脉波动以及对下游对流的影响

第十三章  我国的极端天气和中尺度系统
第一节	造成强对流天气的中尺度系统
第二节	梅雨锋上的中尺度系统
第三节	华南前汛期的中尺度系统
第四节	沙尘暴

第十四章 中尺度数值模拟
第一节	中尺度数值模式设计原理
第二节	中尺度数值模式资料同化
第三节	中尺度数值模式的数值模拟技巧与方法
第四节	数值模式模拟结果分析与可视化

第十五章 雷达卫星等观测资料在中尺度天气研究和预报中的应用
第一节	我国发射的卫星以及卫星资料的应用
第二节	我国的雷达观测网以及雷达资料在中尺度研究中的应用






参考文献

授课时间: 星期三, 第1、2、3节
授课地点: 教2-225
授课周次: 2、3、4、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20

版权所有©中国科学院大学

地址:北京市怀柔区雁栖湖东路1号 邮编:101408