《气象学与气候学》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16116603 课程名称：气象学与气候学 英文名称：Meteorology and Climatology 课程类别：专业课 学 时：48学时（理论课36学时+实验12学时） 学分：3学分 适用对象：2018级自然地理学1、2班、2020级自然地理专升本1班 考核方式：考试（闭卷） 先修课程：地质学基础 二、课程简介 气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。课程系统地讲述了气象 学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。课程 内容主要包括大气结构、辐射、大气运动、大气降水、天气系统、天气过程、气候形 成因子、气候分类与区划、气候变化及其与人类活动的关系和实验。课程结合国内外 现代大气科学的最新发展成果，采用较多的图表、公式、权威最新数据阐明本课程的 基本原理、方法，略去繁琐的公式推导，突出基本定理、基本公式的物理意义及应用， 描述了当前最引人注目的天气、气候现象。 Meteorology and climatology is the basic course of natural geography specialty.The basic principles and basic concepts of meteorology,meteorology and climatology are systematically discussed in this course.The content of the course mainly includes the atmospheric structure,radiation,atmospheric motion,atmospheric precipitation,climate. weather system,the weather process,climatic formation factors,climate classification and regionalization,climate change and its relationship with human activities and experiments. Course combined with the latest development in moder atmospheric science achievements using more charts,formulas and the latest authority data,illustrate the course of the basic principles,methods.The course omitted the complicated formula derivation,highlighted the basic theorem,the physical meaning and application of the basic formula,and described the most remarkable weather and climate phenomenon. 三、课程性质与教学目的 本课程是自然地理的一个重要组成部分，是自然地理与城乡规划专业的一门专业 课，主要探讨辐射基本知识、大气热能和温度、大气动力学基础、水汽凝结物与降水
1 《气象学与气候学》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16116603 课程名称：气象学与气候学 英文名称：Meteorology and Climatology 课程类别：专业课 学 时：48 学时（理论课 36 学时+实验 12 学时） 学 分：3 学分 适用对象：2018 级自然地理学 1、2 班、2020 级自然地理专升本 1 班 考核方式：考试（闭卷） 先修课程：地质学基础 二、课程简介 气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。课程系统地讲述了气象 学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。课程 内容主要包括大气结构、辐射、大气运动、大气降水、天气系统、天气过程、气候形 成因子、气候分类与区划、气候变化及其与人类活动的关系和实验。课程结合国内外 现代大气科学的最新发展成果，采用较多的图表、公式、权威最新数据阐明本课程的 基本原理、方法，略去繁琐的公式推导，突出基本定理、基本公式的物理意义及应用， 描述了当前最引人注目的天气、气候现象。 Meteorology and climatology is the basic course of natural geography specialty. The basic principles and basic concepts of meteorology, meteorology and climatology are systematically discussed in this course. The content of the course mainly includes the atmospheric structure, radiation, atmospheric motion, atmospheric precipitation, climate, weather system, the weather process, climatic formation factors, climate classification and regionalization, climate change and its relationship with human activities and experiments. Course combined with the latest development in modern atmospheric science achievements, using more charts, formulas and the latest authority data, illustrate the course of the basic principles, methods. The course omitted the complicated formula derivation, highlighted the basic theorem, the physical meaning and application of the basic formula, and described the most remarkable weather and climate phenomenon. 三、课程性质与教学目的 本课程是自然地理的一个重要组成部分，是自然地理与城乡规划专业的一门专业 课，主要探讨辐射基本知识、大气热能和温度、大气动力学基础、水汽凝结物与降水
天气系统、天气过程、气候的形成及影响因素、人类对气候的影响及造成的环境问题。 通过本课程的学习，使自然地理与城乡规划管理专业的本科学生系统地掌握气 象、天气、气候等基本知识和基本理论以及有关观测的技能和方法，主要包括太阳、 地面和大气的辐射，降水形成机制，地转风和梯度风，大气环流。天气系统，天气过 程，气候形成因子，气候分类与区划，气候变化等方面的一系列的基本原理，科学深 入地认识天气、气候的形成原理；了解人类对天气和气候的影响和改造的基本原理， 为后续的专业课学习打下坚实的基础，使学生能胜任未来的工作需要。同时培养学生 求真务实、科学探索、勤奋、钻研、一丝不荀，实事求是，勇于奉献的科学精神和爱 国主义情怀，成为有担当的新时代青年。 四、教学内容及要求 第一章绪论 (一)目的与要求 1.要求学生了解气象学与气候学研究的研究对象和学科体系 2.要求学生 气候学的研 研究方法和研究特点。 3.要求学生掌握天气、气候和气候系统的内涵 (二)教学内容 第一节气象学与气候学的研究对象和分科 】主要内容 气象学与气候学的研究对象是大气圈，即研究大气圈及其与水圈、冰雪圈 岩石圈和生物圈之间的相互关系。其主要分支学科包括：大气探测学、大气物理学 大气化学、天气学、气候学、动力气象学、大气环境学、灾害气象学、应用气象学和 全球变化学。 2基木概今和知识占 地球科学、大气科学和气象学与气候学的内涵、研究对象和研究内容。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升对气象学与气候学及其相关学科的认识。 第二节大气、天气、气候和气候系统的概念 1.主要内容 大气层中各种尺度的天气系统的产生、发展、消亡和移动成为全球气候的 基础，各种天气现象造福人类在造福人类的同时，天气系统通过圈层间的相互作用， 也带来一系列灾害。举例不同年份气象灾害带来的损失，在气象灾害来临时，政府第 时间做出快速响应，抢救人民的生命和财产 安全，增强学生的爱国热情和民族自信 激发学生学好气象气候相关理论知识以将来服务于社会的热情。 2.基本概念和知识点 大气、天气、气候和气候系统的概念：气候系统中大气圈、水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间的相互作用
2 天气系统、天气过程、气候的形成及影响因素、人类对气候的影响及造成的环境问题。 通过本课程的学习，使自然地理与城乡规划管理专业的本科学生系统地掌握气 象、天气、气候等基本知识和基本理论以及有关观测的技能和方法，主要包括太阳、 地面和大气的辐射，降水形成机制，地转风和梯度风，大气环流。天气系统，天气过 程，气候形成因子，气候分类与区划，气候变化等方面的一系列的基本原理，科学深 入地认识天气、气候的形成原理；了解人类对天气和气候的影响和改造的基本原理， 为后续的专业课学习打下坚实的基础，使学生能胜任未来的工作需要。同时培养学生 求真务实、科学探索、勤奋、钻研、一丝不苟，实事求是，勇于奉献的科学精神和爱 国主义情怀，成为有担当的新时代青年。 四、教学内容及要求 第一章 绪 论 （一）目的与要求 1. 要求学生了解气象学与气候学研究的研究对象和学科体系。 2. 要求学生熟悉气象学与气候学的研究内容、研究方法和研究特点。 3. 要求学生掌握天气、气候和气候系统的内涵。 （二）教学内容 第一节 气象学与气候学的研究对象和分科 1. 主要内容 气象学与气候学的研究对象是大气圈，即研究大气圈及其与水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间的相互关系。其主要分支学科包括：大气探测学、大气物理学、 大气化学、天气学、气候学、动力气象学、大气环境学、灾害气象学、应用气象学和 全球变化学。 2. 基本概念和知识点 地球科学、大气科学和气象学与气候学的内涵、研究对象和研究内容。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升对气象学与气候学及其相关学科的认识。 第二节 大气、天气、气候和气候系统的概念 1. 主要内容 大气层中各种尺度的天气系统的产生、发展、消亡和移动成为全球气候的 基础，各种天气现象造福人类在造福人类的同时，天气系统通过圈层间的相互作用， 也带来一系列灾害。举例不同年份气象灾害带来的损失，在气象灾害来临时，政府第 一时间做出快速响应，抢救人民的生命和财产安全，增强学生的爱国热情和民族自信， 激发学生学好气象气候相关理论知识以将来服务于社会的热情。 2. 基本概念和知识点 大气、天气、气候和气候系统的概念；气候系统中大气圈、水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间的相互作用
3.问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，使学生对身边天气和气候的有更进一步的认识，可以从 专业的角度分析日常的天气和气候变化，提升学生学习专业的兴趣。 第三节气象学与气候学的研究方法及发展简史 1.主要内容 气象学与气候学的研究方法主要包括气象观测、天气与气候分析、天气与气候 的数值模拟。气象学与气候学经历了从定性和知识积累一定量观测和研究-大气科学 基础理论的创立和天气图分析预报一数值天气分析预报和大气遥感技术综合应用等 四个发展阶段。通过对我国近代地理学和气象学奠基人 竺可桢的介绍，让学生深 刻感受名人的爱国报国情怀和一丝 简、科学求真的 竺可桢精神” 激发学生奋发 向上，勤奋钻研，求真务实的科学精神。培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新 时代有为青年。 2.基本概念和知识点 天气气候图分析、四维分析、统计分析、诊断分析的内涵和气象学与气候学的 发展阶段。 3问颗与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对气象学与气候学研究方法和发展阶段的认识。在讲 述我国气象学与气候学发展简史的时，在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越 贡献的同时，也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人 原则和“博学之，审问之，慎之，明辨之，笃行之”的处世原则，鼓励学生学习匠人 精神。 (三)思考与实践 气象学与气候学有哪些分支学科 2.气候系统内容各圈层是如何相互作用的？ 3.气象学与气候学的发展历程主要有哪几个阶段？ (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段 第二章大气的成分、状态与结构 (一)目的与要求： 1.要求学生了解和熟悉大气的主要组成及特性。 2.要求学生掌握大气的垂直结构。 (二)教学内容 第一节大气的组成 1主要内容 大气成分的分类主要包括干洁大气、水汽和气溶胶质粒。其中干洁大气中氮和 3
3 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，使学生对身边天气和气候的有更进一步的认识，可以从 专业的角度分析日常的天气和气候变化，提升学生学习专业的兴趣。 第三节 气象学与气候学的研究方法及发展简史 1. 主要内容 气象学与气候学的研究方法主要包括气象观测、天气与气候分析、天气与气候 的数值模拟。气象学与气候学经历了从定性和知识积累---定量观测和研究---大气科学 基础理论的创立和天气图分析预报---数值天气分析预报和大气遥感技术综合应用等 四个发展阶段。通过对我国近代地理学和气象学奠基人——竺可桢的介绍，让学生深 刻感受名人的爱国报国情怀和一丝不苟、科学求真的“竺可桢精神”。激发学生奋发 向上，勤奋钻研，求真务实的科学精神。培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新 时代有为青年。 2. 基本概念和知识点 天气气候图分析、四维分析、统计分析、诊断分析的内涵和气象学与气候学的 发展阶段。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对气象学与气候学研究方法和发展阶段的认识。在讲 述我国气象学与气候学发展简史的时，在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越 贡献的同时，也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人 原则和“博学之，审问之，慎之，明辨之，笃行之”的处世原则，鼓励学生学习匠人 精神。 （三）思考与实践 1. 气象学与气候学有哪些分支学科？ 2. 气候系统内容各圈层是如何相互作用的？ 3. 气象学与气候学的发展历程主要有哪几个阶段？ （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第二章 大气的成分、状态与结构 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解和熟悉大气的主要组成及特性。 2. 要求学生掌握大气的垂直结构。 （二）教学内容 第一节大气的组成 1. 主要内容 大气成分的分类主要包括干洁大气、水汽和气溶胶质粒。其中干洁大气中氮和
氧约占99%，而含量少的二氧化碳和臭氧对大气成分及质量影响较大。水汽含量影响 空气湿度的大小，从而影响成云至雨。而气溶胶粒子含量的多少会对空气质量乃至人 体健康产生较大的影响。大气成分的微小变化的累积效应可能会对大气环境质量产生 较为深刻的影响，通过列举实例，培养学生观察、详细、思考和推理等方面的思维。 2.基本概念和知识点 干洁大气、水汽压、饱和水汽压、相对湿度、绝对湿度、露点温度、大气气溶 胶的内涵及其特性。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节的 ,提升学生对大气成分的认识，从专业的角度分析空气湿度变 化、水汽压变化、大气环境质量变化，激发学生的学习兴趣、专业素养和专业认同感。 第二节大气的垂直结构 主要内容 根据大气温度垂直分布和大气垂直运动的特征，大气分为对流层、平流层、中 间层、热层和散逸层：按气体的电离状况与受地磁作用，大气分为中性层、电离层和 磁层：按大气垂直分布的特点，大气分为均质层和非均质层。 2某木概念和知识点 对流层 、平流层、中间层、热层、散逸层、中性层、电离层、磁层、均质层和 非均质层的概念及特征 3.问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气垂直分层的更深入的了解，扩展了中学所学 的基础知识。阐述大气不同层的特征，介绍与大气圈相关的我国航天事业的飞速发展， 激发学生的求知欲和爱国主义情怀。 (三)思考与实践 1.按照热力结构大气可分为哪几层？ 2.对流层有哪些主要的特征 3.平流层的主要特征是什么？ 4.按电磁特性大气可分为哪几层？各层的特征是什么？ (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段： 第三章大气的热能和温度 (一)目的与要求： 要求学生了解辐射的基础知识，熟悉太阳辐射和地气系统的长波辐射，了 解辐射差额 2.要求学生掌握大气的增温和冷却。 3.要求学生熟悉空气温度和日照的观测的一般步骤。 (二)教学内容 4
4 氧约占 99%，而含量少的二氧化碳和臭氧对大气成分及质量影响较大。水汽含量影响 空气湿度的大小，从而影响成云至雨。而气溶胶粒子含量的多少会对空气质量乃至人 体健康产生较大的影响。大气成分的微小变化的累积效应可能会对大气环境质量产生 较为深刻的影响，通过列举实例，培养学生观察、详细、思考和推理等方面的思维。 2. 基本概念和知识点 干洁大气、水汽压、饱和水汽压、相对湿度、绝对湿度、露点温度、大气气溶 胶的内涵及其特性。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气成分的认识，从专业的角度分析空气湿度变 化、水汽压变化、大气环境质量变化，激发学生的学习兴趣、专业素养和专业认同感。 第二节大气的垂直结构 1. 主要内容 根据大气温度垂直分布和大气垂直运动的特征，大气分为对流层、平流层、中 间层、热层和散逸层；按气体的电离状况与受地磁作用，大气分为中性层、电离层和 磁层；按大气垂直分布的特点，大气分为均质层和非均质层。 2. 基本概念和知识点 对流层、平流层、中间层、热层、散逸层、中性层、电离层、磁层、均质层和 非均质层的概念及特征。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气垂直分层的更深入的了解，扩展了中学所学 的基础知识。阐述大气不同层的特征，介绍与大气圈相关的我国航天事业的飞速发展， 激发学生的求知欲和爱国主义情怀。 （三）思考与实践 1. 按照热力结构大气可分为哪几层？ 2. 对流层有哪些主要的特征？ 3. 平流层的主要特征是什么？ 4. 按电磁特性大气可分为哪几层？各层的特征是什么？ （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第三章 大气的热能和温度 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解辐射的基础知识，熟悉太阳辐射和地-气系统的长波辐射，了 解辐射差额。 2. 要求学生掌握大气的增温和冷却。 3. 要求学生熟悉空气温度和日照的观测的一般步骤。 （二）教学内容
第一节辐射的基础知识 1.主要内容 辐射具有波粒二象性，在电磁波谱中，可见光是非常重要的。物体对辐射一部 分被吸收，一部分被反射，一部分被透射，不同的地表对太阳辐射的反射率明显 不同。洗择吸收定律 黑体辐射定律为热辐射的基本定律，利用这些定律可以分 析解释自然界中的辐射现象 2.基本概念和知识点 辐射、电磁波谱、辐射通量密度、辐射强度、辐射光谱、光通量、光照度、吸 收、反射、透射的内涵和热辐射基本定律。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节学习，学生对有关辐射的一些基本概念有了一定的理解，并可以利用 热辐射定律解释一系列自然现象，提高学生的学习兴趣和专业素养，提升学生的专业 认同感。 第二节太阳辐射 主要内容 大气对太阳辐射通过吸收、散射和反射减弱到达地面的太阳辐射。影响到达地 面的太阳的因素有太阳高度角和大气透明度，且到达地面的太阳直接、散射辐射 和总辐射有明显的时空分布特征。 2.基本概念和知识点 太阳常数、太阳辐射光谱、分子散射、气溶胶颗粒散射、阳伞效应、直接辐射、 散射辐射、总辐射的内涵及其对地面和大气温度的影响。 3问题与应用（能力要求 通过本节学习，提升了学生对太阳辐射的整体认知，培养学生多观察、多想 象、多思考等方面的能力，也让学生意识到研究太阳辐射需要刻苦钻研的态度和科学 的研究方法，树立科学精神。 第三节地气系统的长波辐射 主要内 地面吸收太阳辐射升温，再以辐射的形式加热大气，大气获得热量后，也向外 放射长波辐射，地面与大气之间，以及气层与气层之间相互交换热量，导致地面 有效辐射具有明显的日变化和年变化。 2.基本概念和知识点 地面辐射、大气辐射、“大气窗口”、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射的 内涵及其影响。结合目前普遍关注的全球气候变暖的问题，鼓励学生从多角度思考和 推理，塑造学生的学术素养和专业伦理。 3问顾与应用（能力求） 通过本节学习，提高了学生对地气系统长波辐射的更进一步理解。 5
5 第一节 辐射的基础知识 1. 主要内容 辐射具有波粒二象性，在电磁波谱中，可见光是非常重要的。物体对辐射一部 分被吸收，一部分被反射，一部分被透射，不同的地表对太阳辐射的反射率明显 不同。选择吸收定律、黑体辐射定律为热辐射的基本定律，利用这些定律可以分 析解释自然界中的辐射现象。 2. 基本概念和知识点 辐射、电磁波谱、辐射通量密度、辐射强度、辐射光谱、光通量、光照度、吸 收、反射、透射的内涵和热辐射基本定律。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，学生对有关辐射的一些基本概念有了一定的理解，并可以利用 热辐射定律解释一系列自然现象，提高学生的学习兴趣和专业素养，提升学生的专业 认同感。 第二节 太阳辐射 1. 主要内容 大气对太阳辐射通过吸收、散射和反射减弱到达地面的太阳辐射。影响到达地 面的太阳的因素有太阳高度角和大气透明度，且到达地面的太阳直接、散射辐射 和总辐射有明显的时空分布特征。 2. 基本概念和知识点 太阳常数、太阳辐射光谱、分子散射、气溶胶颗粒散射、阳伞效应、直接辐射、 散射辐射、总辐射的内涵及其对地面和大气温度的影响。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升了学生对太阳辐射的整体认知，培养学生多观察、多想 象、多思考等方面的能力，也让学生意识到研究太阳辐射需要刻苦钻研的态度和科学 的研究方法，树立科学精神。 第三节 地-气系统的长波辐射 1. 主要内容 地面吸收太阳辐射升温，再以辐射的形式加热大气，大气获得热量后，也向外 放射长波辐射，地面与大气之间，以及气层与气层之间相互交换热量，导致地面 有效辐射具有明显的日变化和年变化。 2. 基本概念和知识点 地面辐射、大气辐射、“大气窗口”、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射的 内涵及其影响。结合目前普遍关注的全球气候变暖的问题，鼓励学生从多角度思考和 推理，塑造学生的学术素养和专业伦理。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提高了学生对地-气系统长波辐射的更进一步理解
第四节辐射差额 1.主要内容 地面、大气、地气系统均存在热量收入和热量的支出，其中热量的收入热量 的支出，即为辐射差额，主要包括地面辐射差额、大气辐射差额和地气系统辐射 差额。 2.基本概念和知识点 地面辐射差额、大气辐射差额和地气系统辐射差额的内涵及其时空分布规律。 3.问题与应用（能力要求） 通过 节的号 学生对地面、大气和地气系统的辐射差额有了深入的了解， 并能这些理论分析解释现实的天气现象，提高了学生对自然的理解，提升了学生的学 习兴趣。 第五节大气的增温和冷却 1.主要内容 大气的增温和冷却的方式主要包括绝热变化和非绝热变化，通过增温和冷却 气温出现明显的时空分布特征，且大气稳定度也随温度的变化出现规律性的变化，但 对流层出现气温随高度升高而升高的反常现象称为逆温，逆温主要包括辐射逆温、乱 流逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。 2.基本概念和知识点 干绝热递减率、湿绝热递减率、大气稳定度、辐射逆温、乱流逆温、平流逆温、 下沉逆温和锋面逆温的内涵及其影响。 3问颗与应用（能力要求） 通过本节及以上四节内容的学习，学生对大气的增温和冷却的方式、大气稳 定度判别的依据、逆温的出现与消亡过程有了深入的理解，专业素养有了较大的提升。 树立勒奋、求真务实和开拓进取的科学精神。 实验一空气温度和日照的观测 主要内容 气温观测仪器的基本原理、校园气象站的场地简介、空气温度和日照的观测方 法及注意事项。 2.基本概念和知识点 了解观测气温仪器和校园气象站观测场的基本原理和构造，空气温度和日照的 观测方法。 3.问题与应用（能力要求） 通过实验，提升学生对观测气温和日照仪器的基本了解，让学生掌握观测的基 本步骤和方法，提高学生动手能力和理论联系实践的能力。实验要求学生分组在室外 ,观测的过程中锻炼了学生观察、想象、思考和推理等方面的素养，树立了吃者 耐劳、勤奋、钻研、求真务实的科学精神。 6
6 第四节 辐射差额 1. 主要内容 地面、大气、地-气系统均存在热量收入和热量的支出，其中热量的收入-热量 的支出，即为辐射差额，主要包括地面辐射差额、大气辐射差额和地-气系统辐射 差额。 2. 基本概念和知识点 地面辐射差额、大气辐射差额和地-气系统辐射差额的内涵及其时空分布规律。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，学生对地面、大气和地-气系统的辐射差额有了深入的了解， 并能这些理论分析解释现实的天气现象，提高了学生对自然的理解，提升了学生的学 习兴趣。 第五节 大气的增温和冷却 1. 主要内容 大气的增温和冷却的方式主要包括绝热变化和非绝热变化，通过增温和冷却， 气温出现明显的时空分布特征，且大气稳定度也随温度的变化出现规律性的变化，但 对流层出现气温随高度升高而升高的反常现象称为逆温，逆温主要包括辐射逆温、乱 流逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。 2. 基本概念和知识点 干绝热递减率、湿绝热递减率、大气稳定度、辐射逆温、乱流逆温、平流逆温、 下沉逆温和锋面逆温的内涵及其影响。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节及以上四节内容的学习，学生对大气的增温和冷却的方式、大气稳 定度判别的依据、逆温的出现与消亡过程有了深入的理解，专业素养有了较大的提升。 树立勤奋、求真务实和开拓进取的科学精神。 实验一----空气温度和日照的观测 1. 主要内容 气温观测仪器的基本原理、校园气象站的场地简介、空气温度和日照的观测方 法及注意事项。 2. 基本概念和知识点 了解观测气温仪器和校园气象站观测场的基本原理和构造，空气温度和日照的 观测方法。 3. 问题与应用（能力要求） 通过实验，提升学生对观测气温和日照仪器的基本了解，让学生掌握观测的基 本步骤和方法，提高学生动手能力和理论联系实践的能力。实验要求学生分组在室外 观测，观测的过程中锻炼了学生观察、想象、思考和推理等方面的素养，树立了吃苦 耐劳、勤奋、钻研、求真务实的科学精神
(三)思考与实践 1.电磁波谱波长的大致范围和可见光波长的范围是什么？ 2太阳辐射在大气中的减弱方式主要有哪些？ 3.阳伞效应和温室效应的原理分别是什么？ 4.到达地面的直接太阳辐射主要受哪些因素的影响 5.地面有效辐射是什么？其日变化和年变化的规律是什么？ 6.地气系统辐射差额的空间变化规律是什么？ 7大气稳定度的判据有那些？ 按成因分米 逆温主要包括哪几种？ 本章还设计了空 气温度和日照的观测，通过实验观测，学生对大气的热能和温 度有了更深入的理解，培养了学生的动手能力，做到理论联系实践，提升学生对专业 学习的兴郡。 (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段 第四章大气动力学基础 (一)目的与要求： 1.要求学生了解气压的时空分布：了解大气的水平运动。 2.要求学生掌握大气环流和季风、海陆风 要求学生熟悉气压和风的观测的一般步骤。 (二)教学内容 第一节气压的时空分布 1主要内容 气压的空间分布主要有海平面气压场图和高空等压面图，气压系统随高度的变 化而变化， 出现 温压场对称系统和温压场不对称系统。受动力因子和热力因子的 影响，气压有明显的日变化和年变化特征。 2.基本概念和知识点 低压槽、高压脊、鞍形气压区、暖高压、冷低压、冷高压、暖低压的概念及时 空变化特征 3.问题与应用（能力要求） 学生对气压系统随高度变化，尤其是温压场对称系统中的暖高压、冷低压、冷 高压、暖低压四种情况很难理解，需要课上反复讲解和课下辅导方能理解。本节理论 知识理解之后 本节 容可为后续的很多知识点奠定基础。提高学生对气象学与气候 学综合知识的把握程度，提升学生的专业认同感 第二节大气的水平运动 1主要内容 大气的水平运动即为风，风主要受到水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性 离心力 摩擦力的影响 到高空 摩擦力逐渐 小直 至忽略不计，自由大气中 的空气水平运动的形式主要有地转风、梯度风和热成风。 2.基本概念和知识点 7
7 （三）思考与实践 1. 电磁波谱波长的大致范围和可见光波长的范围是什么？ 2. 太阳辐射在大气中的减弱方式主要有哪些？ 3. 阳伞效应和温室效应的原理分别是什么？ 4. 到达地面的直接太阳辐射主要受哪些因素的影响？ 5. 地面有效辐射是什么？其日变化和年变化的规律是什么？ 6. 地-气系统辐射差额的空间变化规律是什么？ 7. 大气稳定度的判据有哪些？ 8. 按成因分类，逆温主要包括哪几种？ 本章还设计了空气温度和日照的观测，通过实验观测，学生对大气的热能和温 度有了更深入的理解，培养了学生的动手能力，做到理论联系实践，提升学生对专业 学习的兴趣。 （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第四章 大气动力学基础 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解气压的时空分布；了解大气的水平运动。 2. 要求学生掌握大气环流和季风、海陆风。 3. 要求学生熟悉气压和风的观测的一般步骤。 （二）教学内容 第一节 气压的时空分布 1. 主要内容 气压的空间分布主要有海平面气压场图和高空等压面图，气压系统随高度的变 化而变化，出现温压场对称系统和温压场不对称系统。受动力因子和热力因子的 影响，气压有明显的日变化和年变化特征。 2. 基本概念和知识点 低压槽、高压脊、鞍形气压区、暖高压、冷低压、冷高压、暖低压的概念及时 空变化特征。 3. 问题与应用（能力要求） 学生对气压系统随高度变化，尤其是温压场对称系统中的暖高压、冷低压、冷 高压、暖低压四种情况很难理解，需要课上反复讲解和课下辅导方能理解。本节理论 知识理解之后，本节内容可为后续的很多知识点奠定基础。提高学生对气象学与气候 学综合知识的把握程度，提升学生的专业认同感。 第二节 大气的水平运动 1. 主要内容 大气的水平运动即为风，风主要受到水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性 离心力、摩擦力的影响。达到高空，摩擦力逐渐减小直至忽略不计，自由大气中 的空气水平运动的形式主要有地转风、梯度风和热成风。 2. 基本概念和知识点
风向的十六个方位、水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、摩擦力、 地转风、梯度风和热成风的概念及其随时间和高度变化的规律。 3问颗与应用（能力要求） 提升学生对大气水平运动作用力的更进一步的理解，结合 通过本节的学高度安化的有了纹为入的座 前面所学的知识， 可用本节学习的知识 分析现实中遇到的天气现象，让学生意识到研究大气水平运动的现实意义和社会必要 性，提升学生的专业认同感，培养对未来从事相关工作的职业道德和职业规范等专业 伦理。 第三节大气环流 1.主要内容 大气环流指水平尺度中数千千米以上，垂直范围达到10km以上，时间尺度中2 天以上的大规模空气平均运动。大气环流的形成和维持及其演化主要受太阳辐射、地 球自传、地表性质不均匀性、地面摩擦作用等因素的影响，从而影响全球的天气和气 2.基本概念和知识点 单圈环流、三圈环流、信风带、西风带、极地东风带、高空急流、海平面平均 水平环流的内涵及其影响。 问题与应用（能力要求》 通过本节学习，学生对大气环流有了较为深入的认识，学生树立了全球大气环 流的全球意识，扩展了知识面和视野，提升了学生的专业素养，培养学生开拓进取、 批判性思维等科学精神。 第四节季风和海陆风 1.主要内容 海陆间热力性质差异产生的热力环流包括以日为周期的海陆风和以年为周期的 季风。季风在亚洲最典型，主要分布在东亚、东南亚和南亚地区，其主要成因为海陆 热力差异和气压带、风带的季节移动。 2.基本概念和知识点 海陆风、海风、陆风、季风、东亚季风、南亚季风的内涵及特征。介绍以竺可 桢前辈为代表的中国科学家为研究季风环流所做出的努力，提升学生民族自豪感的同 时，树立学生坚韧的毅力、创新意识等方面的科学精神和专业伦理。 3. 问题与应用（能力要求》 通过本节的学生，提升了学生中学期间季风的概念，扩展了学生的知识面。 实验二气压和风的观测 1主要内容 了解观测气压和风的观测仪器的基本原理和观测方法，利用校园气象站、手持 气象站观测不同时间、不同地点气压和风向风速的变化，并分析其变化的可能影 响因素。 8
8 风向的十六个方位、水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、摩擦力、 地转风、梯度风和热成风的概念及其随时间和高度变化的规律。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气水平运动作用力的更进一步的理解，结合 前面所学的知识，对风随高度变化的规律有了较为深入的理解，可用本节学习的知识 分析现实中遇到的天气现象，让学生意识到研究大气水平运动的现实意义和社会必要 性，提升学生的专业认同感，培养对未来从事相关工作的职业道德和职业规范等专业 伦理。 第三节 大气环流 1. 主要内容 大气环流指水平尺度中数千千米以上，垂直范围达到 10km 以上，时间尺度中 2 天以上的大规模空气平均运动。大气环流的形成和维持及其演化主要受太阳辐射、地 球自传、地表性质不均匀性、地面摩擦作用等因素的影响，从而影响全球的天气和气 候。 2. 基本概念和知识点 单圈环流、三圈环流、信风带、西风带、极地东风带、高空急流、海平面平均 水平环流的内涵及其影响。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，学生对大气环流有了较为深入的认识，学生树立了全球大气环 流的全球意识，扩展了知识面和视野，提升了学生的专业素养，培养学生开拓进取、 批判性思维等科学精神。 第四节 季风和海陆风 1. 主要内容 海陆间热力性质差异产生的热力环流包括以日为周期的海陆风和以年为周期的 季风。季风在亚洲最典型，主要分布在东亚、东南亚和南亚地区，其主要成因为海陆 热力差异和气压带、风带的季节移动。 2. 基本概念和知识点 海陆风、海风、陆风、季风、东亚季风、南亚季风的内涵及特征。介绍以竺可 桢前辈为代表的中国科学家为研究季风环流所做出的努力，提升学生民族自豪感的同 时，树立学生坚韧的毅力、创新意识等方面的科学精神和专业伦理。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学生，提升了学生中学期间季风的概念，扩展了学生的知识面。 实验二----气压和风的观测 1. 主要内容 了解观测气压和风的观测仪器的基本原理和观测方法，利用校园气象站、手持 气象站观测不同时间、不同地点气压和风向风速的变化，并分析其变化的可能影 响因素
2.基本概念和知识点 气压、风向、风速及其观测方法和数据分析处理。 3问顺与应用（能力要求 通过实验，提高了学生的动手能力，加深对气压和风向风速影响因素的理解 提升了学生专业素养。学生室外观测有时候是风雨交加的天气，但学生们还是坚持保 质保量地完成监测任务。通过本次实验观测，锻炼了学生们吃苦耐劳、团队合作的素 养，培养学生实事求是、勤劳、钻研的科学精神。 (三)思考与实践 1.暖高压随高度变化的基本规律是什么？ 2.什么是地转风？地转风随高度变化有什么规律？ 3.亚洲季风的主要分布在哪些地区？其特点分别是什么？ 通过理论和实验， 学生对大气 运动的动力学基础有了 较大的提高，加深对大 气环流的理解，学生的动手能力有了一定的提高，专业综合素质有一定的提高。 (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第五章水汽凝结物与降水 (一)目的与要求： 1要求学生了解大气中水相之间的转化 2.要求学生熟悉水相转化的温度、湿度等方面的条件。 要求学生掌握降水的主要条件。 (二)教学内容 第一节大气中水相变化 1.主要内容 水面的蒸发引起大气中水汽含量的变化，同时空气湿府有一定的日恋化和年变 化。 度的 中的水汽中降温、凝结核（或凝华核）的作用下可能 2.基本概念和知识点 蒸发量、蒸发速率、绝热冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却、凝结核、霜、 露、雾淞、雾和云的内涵及其影响 3.问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升了学生对蒸发、水汽压、空气湿度、冷却和凝结、霜、 露、雾凇、云和雾等方面的知识的理解。提高了学生对自然的认识，对自然阐述敬畏 心理，学生学习兴趣、观察、想象和思考能力有了较大的提升 第二节降水 1.主要内容 从空中降到地面上的液体或固态水，称为降水，可分为连续性、阵性、毛毛状 9
9 2. 基本概念和知识点 气压、风向、风速及其观测方法和数据分析处理。 3. 问题与应用（能力要求） 通过实验，提高了学生的动手能力，加深对气压和风向风速影响因素的理解， 提升了学生专业素养。学生室外观测有时候是风雨交加的天气，但学生们还是坚持保 质保量地完成监测任务。通过本次实验观测，锻炼了学生们吃苦耐劳、团队合作的素 养，培养学生实事求是、勤劳、钻研的科学精神。 （三）思考与实践 1. 暖高压随高度变化的基本规律是什么？ 2. 什么是地转风？地转风随高度变化有什么规律？ 3. 亚洲季风的主要分布在哪些地区？其特点分别是什么？ 通过理论和实验，学生对大气运动的动力学基础有了较大的提高，加深对大 气环流的理解，学生的动手能力有了一定的提高，专业综合素质有一定的提高。 （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第五章 水汽凝结物与降水 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解大气中水相之间的转化； 2. 要求学生熟悉水相转化的温度、湿度等方面的条件。 3. 要求学生掌握降水的主要条件。 （二）教学内容 第一节 大气中水相变化 1. 主要内容 水面的蒸发引起大气中水汽含量的变化，同时空气湿度有一定的日变化和年变 化。随着温度的变化，大气中的水汽中降温、凝结核（或凝华核）的作用下可能 形成地面和大气中的水汽凝结物。 2. 基本概念和知识点 蒸发量、蒸发速率、绝热冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却、凝结核、霜、 露、雾凇、雾和云的内涵及其影响。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升了学生对蒸发、水汽压、空气湿度、冷却和凝结、霜、 露、雾凇、云和雾等方面的知识的理解。提高了学生对自然的认识，对自然阐述敬畏 心理，学生学习兴趣、观察、想象和思考能力有了较大的提升。 第二节 降水 1. 主要内容 从空中降到地面上的液体或固态水，称为降水，可分为连续性、阵性、毛毛状
降水。其形成的过程主要包括：云滴凝结增长、云滴冲并增长。全球可分为赤道 多雨带、南北纬20°-30少雨带、中纬度多雨带和高纬度少雨带。向学生阐述我 国东西南北跨度大，气候类型多样，形成了不同的自然景观、多样的生态系统和 生活习惯，树立学生民族自豪感和专业认同感。 2.基本概念和知识点 降水量、降水强度、雨、雪、雹、干燥度的内涵与特点。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升了学生对降水类型、降水分类、降水形成过程和降水分布 区的影响，扩展了学生的视野，提升了学生的专业素养和专业伦理。 实验三一空气湿度、蒸发、降水和云的观测 1主要内容 利用校园气象站和手持气象站观测空气湿度、蒸发、降水，并选择合适的天气， 观测云量的变化过程 2.基本概念和知识点 空气湿度、蒸发量、降水量、云的概念，并用观测仪器收集数据。 3.问题与应用（能力要求） 通过实验，学生的动手能力以及对现实天气现象的理解更加深入，提高了学生 的学习兴趣。本次实验学生分小组完成观测和计算空气湿度，为保证观测和计算结果 的正确性，小组同学之间以及小组之间会将观测数据对比校正，树立学生求真务实、 钻研、实事求是、学术诚信等方面的科学精神，锻炼了学生团结合作的能力，培养了 学生的专业伦理。 (三)思考与实践 1影响蒸发的主要因素有哪些？ 2.相对湿度的日变化和年变化规律是什么？ 通过本章的理论和实验的学习，学生对空气中水汽凝结物和降水的过程有了 较为深入的提高，动手能力亦有较大的提高。 (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第六章天气系统 (一)目的与要求 要求学生了 解高纬度天气系统的特征 2.要求学生熟悉中纬度天气系统的特征 3.要求学生掌握低纬度天气系统的环流特征。 (二)教学内容 第一节中、高纬度天气系统 10
10 降水。其形成的过程主要包括：云滴凝结增长、云滴冲并增长。全球可分为赤道 多雨带、南北纬 20°-30°少雨带、中纬度多雨带和高纬度少雨带。向学生阐述我 国东西南北跨度大，气候类型多样，形成了不同的自然景观、多样的生态系统和 生活习惯，树立学生民族自豪感和专业认同感。 2. 基本概念和知识点 降水量、降水强度、雨、雪、雹、干燥度的内涵与特点。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升了学生对降水类型、降水分类、降水形成过程和降水分布 区的影响，扩展了学生的视野，提升了学生的专业素养和专业伦理。 实验三----空气湿度、蒸发、降水和云的观测 1. 主要内容 利用校园气象站和手持气象站观测空气湿度、蒸发、降水，并选择合适的天气， 观测云量的变化过程。 2. 基本概念和知识点 空气湿度、蒸发量、降水量、云的概念，并用观测仪器收集数据。 3. 问题与应用（能力要求） 通过实验，学生的动手能力以及对现实天气现象的理解更加深入，提高了学生 的学习兴趣。本次实验学生分小组完成观测和计算空气湿度，为保证观测和计算结果 的正确性，小组同学之间以及小组之间会将观测数据对比校正，树立学生求真务实、 钻研、实事求是、学术诚信等方面的科学精神，锻炼了学生团结合作的能力，培养了 学生的专业伦理。 （三）思考与实践 1. 影响蒸发的主要因素有哪些？ 2. 相对湿度的日变化和年变化规律是什么？ 3. 云和雾有什么区别？ 4. 全球有哪几个降水带？ 通过本章的理论和实验的学习，学生对空气中水汽凝结物和降水的过程有了 较为深入的提高，动手能力亦有较大的提高。 （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第六章 天气系统 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解高纬度天气系统的特征。 2. 要求学生熟悉中纬度天气系统的特征。 3. 要求学生掌握低纬度天气系统的环流特征。 （二）教学内容 第一节 中、高纬度天气系统
