热带气旋是在热带或副热带温暖洋面上生成的、具有暖心低压结构的强大而深厚的大气涡旋，是对人类影响最大的天气过程（现象）之一，热带气旋（尤其是登陆热带气旋）常常可以带来巨大灾害，受到广泛关注。本课程以热带气旋发生、发展天气动力学和诊断分析教学为主，主要包括3部分教学内容：（1）热带气旋生成过程：主要介绍热带气旋生成过程进展和讲解生成过程的多尺度相互作用机制；（2）热带气旋登陆过程及其异常变化：主要讲授热带气旋登陆过程中结构、强度、风雨变化特征和机理以及陆上维持机制等；（3）天气动力学诊断分析方法及应用：主要讲解有限区域风场分解、分解分析理论、广义湿位涡理论以及地面降水诊断方程等诊断分析方法及其在热带气旋、暴雨等天气过程诊断分析中的应用。通过课程讲授，希望研究生们对热带气旋生成及登陆过程研究进展及相应机理有一个整体认识，并能初步掌握相关研究诊断分析方法与流程。要求学习本课程的研究生具备一定的天气学原理基本知识。

第一部分：热带气旋生成过程（共6学时）
教学重点：热带气旋生成过程研究是国际天气学研究领域的热点和难点问题之一；近些年，热带气旋生成过程中，大、中、小尺度天气系统相互作用，最终造成热带气旋生成的研究取得瞩目进展；热带气旋生成过程多尺度相互作用机制是本部分的教学重点。
第1学时：热带气旋生成过程研究进展（I）
第2学时：热带气旋生成过程研究进展（II）
第3学时：热带气旋生成过程多尺度相互作用机制（I）
第4学时：热带气旋生成过程多尺度相互作用机制（II）
第5学时：热带气旋生成过程多尺度相互作用机制（III）
第6学时：热带气旋生成过程多尺度相互作用机制（IV）

第二部分：热带气旋登陆过程及其异常变化（共20学时）
教学重点：热带气旋（尤其是登陆热带气旋）常常可以带来巨大灾害，受到广泛关注。热带气旋登陆过程涉及复杂的多尺度相互作用和海-陆-气相互作用，登陆期间，热带气旋结构、强度和风雨分布等将出现显著变化（甚至异常变化），其中，近海热带气旋结构和强度变化、热带气旋陆上维持机制、影响登陆热带气旋风雨的中尺度系统和登陆热带气旋降水云微物理过程等内容是本部分的教学重点和难点。
第7学时：热带气旋登陆过程的科学问题与研究进展
第8学时：登陆过程中影响热带气旋结构和强度变化的主要因子及分析方法
第9学时：登陆热带气旋结构和强度变化特征
第10学时：近海热带气旋结构和强度变化
第11学时：台湾地形对近海热带气旋结构和强度变化的影响机理
第12学时：热带气旋陆上维持机制——统计、合成特征
第13学时：热带气旋陆上维持机制——与西风槽、西南季风的相互作用
第14学时：热带气旋陆上维持机制——陆面过程影响
第15学时：热带气旋陆上维持机制——湿地、水体和海岸
第16学时：登陆热带气旋变性过程的结构变化
第17学时：登陆热带气旋变性发展和消亡
第18学时：总结和讨论——总结天气学概念模型，开展问题讨论
第19学时：登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（I）
第20学时：登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（II）
第21学时：登陆热带气旋风场、温度场和湿度场时空分布
第22学时：影响登陆热带气旋风雨的中尺度系统（I）
第23学时：影响登陆热带气旋风雨的中尺度系统（II）
第24学时：登陆热带气旋降水云微物理过程（I）
第25学时：登陆热带气旋降水云微物理过程（II）
第26学时：登陆热带气旋风雨动力预报技术

第三部分：天气动力学诊断分析方法及应用（共14学时）
教学重点：对热带气旋、暴雨等天气过程的诊断分析往往在有限区域中进行，本部分将重点讲授近些年的相关主要研究进展（包括有限区域风场分解和分解分析理论等），同时也将讲授广义湿位涡理论和地面降水诊断方程等天气动力学诊断分析方法和应用。
第27学时：天气动力学诊断中常用的热、动力学物理量
第28学时：全球和有限区域风场分解特点及有限区域风场分解常用方法和原理
第29学时：有限区域调和-正弦（余弦）谱展开方法原理、优势、问题及改进
第30学时：改进的调和-余弦谱方法在热带气旋、暴雨诊断分析中的应用
第31学时：有限区域调和-余弦谱分解方法在华北暴雨和东北冷涡暴雨中的应用，以及风场分解向其它矢量场分解的扩展
第32学时：任意形状有限区域调和-余弦谱分解方法
第33学时：任意形状有限区域风场分解的差分计算方法及其诊断分析
第34学时：分解分析理论：讲解如何进行位势高度（标量场）的调和-余弦谱分解，讲解如何结合调和-余弦谱方法的风场分解，得到有限区域流函数方程、速度势方程和位势高度方程
第35学时：分解分析理论应用：讲解如何对流函数方程、速度势方程和位势高度方程进行平流过程和调整过程分解；讲解上述理论分析在登陆热带气旋暴雨增幅以及华北特大暴雨过程研究中的应用
第36学时：讲解广义湿位涡理论及其在锋面暴雨、海风锋和热浪天气诊断分析中的应用
第37学时：讲解质量强迫湿位涡理论及其在暴雨诊断分析中的应用
第38学时：风场分解理论、广义湿位涡理论及诊断应用总结、讨论与答疑
第39学时：地面降水诊断方程及其应用（I）
第40学时：地面降水诊断方程及其应用（II）和课程总结、答疑与讨论

（1）《登陆台风异常变化》，端义宏等，2014，科学出版社，即将正式出版
（2）《天气动力学中的诊断分析方法》，丁一汇，1989，科学出版社
（3）张文龙，崔晓鹏，2013，热带气旋生成问题研究综述，热带气象学报，29(2):337-346
（4）Gao Shouting, Xiaopeng Cui, Yushu Zhou and Xiaofan Li, 2005, Surface Rainfall Processes as Simulated in a Cloud-Resolving Model, J. Geophys. Res., 110, D10202, doi:10.1029/2004JD005467.
（5）崔晓鹏，2009，地面降水诊断方程对降水过程的定量诊断，大气科学，33（2），375-387
（6）Chen, Q.-S., and Kuo Y.-H. A consistency condition for the wind field reconstruction in a limited area and a harmonic-cosine series expansion. Mon. Wea. Rev., 1992b, 120:2653–2670
（7）丁一汇,胡国权. 1998 年中国大洪水时期的水汽收支研究.气象学报, 2003,61:129-145
（8）Gao S, Wang X, Zhou Y. 2004: Generation of generalized moist potential vorticity in a frictionless and moist adiabatic flow, Geophy. Res. Lett., 2004, 31: L12113