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大气物理学  073M4006H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:卞建春等
课程编号: 073M4006H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:卞建春等
英文名称: Atmospheric Physics

教学目的、要求

《大气物理学》是大气科学专业的主干课程,对加强研究生的专业基础知识,提高培养质量非常重要;加强研究生从物理学原理来解释大气中发生的各种时间、空间尺度现象,从整体效应理解各种大气物理过程之间错综复杂的相互作用。

预修课程

《普通物理学》、《大气物理基础》

教 材

主要内容

大气物理学的研究领域包括大气辐射、气溶胶物理学、云物理学、大气电学、大气边界层以及中小尺度。对每个领域中最基本问题所涉及的物理学原理,我们通常都有很好的认识;然而,单独掌握这些物理原理并不能保证我们对所观测到的大气现象有充分的认识,因为这些现象的物理本质是复杂的,是各种物理过程之间错综复杂的相互作用的结果。此外,这些相互作用跨越很大的时间和空间尺度,而且小尺度过程对更大尺度过程有着显著的影响。《大气物理学》课程将从基础科学(物理学、化学)的原理出发,结合气候系统、日地系统大气物理学、探测与实验原理和技术,阐述自然界中出现的各种大气物理和大气化学现象,剖析大气中不同时间尺度和空间尺度过程特征,探讨人类活动如何通过各种大气物理过程影响天气、气候与大气环境,阐述大气物理学在国防与高技术等方面的重大应用。具体授课内容:
第一讲(1-3学时):作为物理学的大气科学:大气物理学的分支形成与物理学发展(重点:大气物理学的理念)
第二讲(4-6学时):大气热力学基础(重点:基本热力学概念和过程)
第三讲(7-9学时):成云致雨过程(重点:活化、增长过程)
第四讲(10-12学时):大气气溶胶与云凝结核(重点:气溶胶来源、特性)
第五讲(13-15学时):气溶胶的气候效应(重点:气溶胶影响气候的过程)
第六讲(16-18学时):云-气溶胶-辐射相互作用(重点:物理过程)
第七讲(19-21学时):温室气体的气候效应与全球能量平衡(重点:气体的吸收特性)
第八讲(22-24学时):地表能量平衡与水分收支(重点:收支平衡的各个过程)
第九讲(25-27学时):大气边界层结构的演变(重点:热力、动力日变化)
第十讲(28-30学时):大气内边界上发生的复杂物理过程(重点:边界层、对流层顶)
第十一讲(31-33学时):雷暴电学与电荷结构(重点:电结构、起电过程)
第十二讲(34-36学时):奇妙的大气放电现象和人工引雷(重点:放电过程)
第十三讲(37-39学时):大气散射与雷达探测(重点:散射基本理论)
第十四讲(40-42学时):南极臭氧洞的形成(重点:动力、物理、化学过程)
第十五讲(43-45学时):作为日地系统的大气物理学与重大应用(重点:日地之间的联系)
第十六讲(46-48学时):大气科学发现的源泉—先进探测技术和平台(重点:探索新的大气现象)
第十七讲(49-51学时):大气物理学与大气化学,大气的探测、观测与实验(重点:科学合理方案)
第十八讲(52-54学时):多时空尺度大气过程与探测资料的代表性(重点:资料的精确度与代表性)
第十九讲(55-57学时):如何正确运用大气物理学解读观测资料(重点:资料中的物理过程)
教学手段与方法:(1)课堂讲授为主,配有板书和ppt演示;(2)适度安排讨论;(3)布置课外作业和文献阅读。

参考文献

《大气物理学》(盛裴轩等,北京大学出版社,2008)
《大气科学》(华莱士、霍布斯著,何金海等译,科学出版社,2008)
《进入21世纪的大气科学》(郑国光等译,气象出版社,2008)
《高等大气物理学》(周秀骥,气象出版社,1991)

授课时间: 星期四, 第5、6、7节
授课地点: 教2-227
授课周次: 2、3、4、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20

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