一级学科课程 大气科学(0706) 性 课程编号 课程名称 课程大纲撰写人 S070600XJ001 大气动力学导论 402 魏科 g070600X1002 高等大气动力学 402 苗类辉、陈文 S070600XJ003 计算地球流体力学概论 40 2 王斌、季仲贞 B070600XJ004 计算地球流体力学 402 李仲圆 B070600XJ005 高等天气学 402 丁一汇 S070600XJ006 全球变化科学引论 402 马柱国等 S070600XJ007 全球气候系统 402 姚凤梅 S070600XJ008 大气物理学概论 402 卞建春等 S070600XJ009 描述性物理海洋学 402 杨海军 S070600X010 大气科学概论 402 妆您 S070600X011 现代气候学原理 402 姚凤梅 S070600XJ012 气候统计方法和应用 402 华邵娟 S070600XJ013 大气边界层物理学 402 胡非 B070600XJ014 大气辐射 402 石*王 S070600X015 大气化学 402 徐永福、张仁健 S070600XJ016 大气环境概论 402 安俊岭、王自发 S070600XJ017 数学物理中的渐近方法 402 李家春、周显初 S070600XJ018 地学中的数理方程与数值方法 402 于锦海 S070600XJ019 地球科学反演导论 402 周元泽 学 课 学院（系）盖章 学科专家组签字：
1 一级学科课程 大气科学（0706） 属 性 课程编号 课程名称 学 时 学 分 课程大纲撰写人 学 科 基 础 课 S070600XJ001 大气动力学导论 40 2 魏科 S070600XJ002 高等大气动力学 40 2 黄荣辉、陈文 S070600XJ003 计算地球流体力学概论 40 2 王斌、季仲贞 B070600XJ004 计算地球流体力学 40 2 季仲贞 B070600XJ005 高等天气学 40 2 丁一汇 S070600XJ006 全球变化科学引论 40 2 马柱国等 S070600XJ007 全球气候系统 40 2 姚凤梅 S070600XJ008 大气物理学概论 40 2 卞建春等 S070600XJ009 描述性物理海洋学 40 2 杨海军 S070600XJ010 大气科学概论 40 2 林一骅 S070600XJ011 现代气候学原理 40 2 姚凤梅 S070600XJ012 气候统计方法和应用 40 2 华丽娟 S070600XJ013 大气边界层物理学 40 2 胡非 B070600XJ014 大气辐射 40 2 石广玉 S070600XJ015 大气化学 40 2 徐永福、张仁健 S070600XJ016 大气环境概论 40 2 安俊岭、王自发 S070600XJ017 数学物理中的渐近方法 40 2 李家春、周显初 S070600XJ018 地学中的数理方程与数值方法 40 2 于锦海 S070600XJ019 地球科学反演导论 40 2 周元泽 学 科 综 合 课 学院（系）盖章 学科专家组签字：
二级学科课程 气象学(070601) 课程编号 课程名称 学学 时分 课程大纲撰写人 s07060171001 热带地球流体动力学 402黄荣辉、张人禾 S070601ZJ002 中小尺度天气动力学 402赵思雄、高守 S070601ZJ003 天气动力学诊断分析与物理参数 丁一汇 方法 % 2 S070601Z☑004 大洋环流和海气相互作用的数值 蜡扣 2 俞永强 y基 S070601ZJ005 大气数值模拟与资料同化 40 2 朱江、王斌 S070601ZJ006 气候动力学 402 华丽娟 分形几何，馄饨动力学和预测问 S070601ZJ007 2 陈顾、吴忠良 S070601ZY001 平流层动力学 402陈文、陈泽字 S070601Zy002 东亚季风系统 402王林、魏科 S070601ZY003 古气候学 402 丁仲礼. S070601ZY004 应用气象学 周广胜等 S070601ZY005 生态气象学 402 周广胜、周莉 课 S070601ZY006 农业气象学 402 张佳华 S070601ZY007 于早区气奥 40 马柱国吕什化 S070601ZY008 城市气象学 2 刘树华、王喜全 s070601T001 全球气候系统讨论课 20 S0706011002 气候统计方法和应用讨论课 201☐ 8070601Tm003 应用气象学讨论课 201 s070601Tm004 生态气象学讨论课 201 S070601T005 农业气象学讨论源 201 S070601TIL006 干早区气象讨论课 201☐ S070601TL007 城市气象学讨论课 201 学院（系）盖章 学科专家组签字：
2 二级学科课程 气象学（070601） 属 性 课程编号 课程名称 学 时 学 分 课程大纲撰写人 专 业 基 础 课 S070601ZJ001 热带地球流体动力学 40 2 黄荣辉、张人禾 S070601ZJ002 中小尺度天气动力学 40 2 赵思雄、高守亭 S070601ZJ003 天气动力学诊断分析与物理参数 方法 40 2 丁一汇 S070601ZJ004 大洋环流和海气相互作用的数值 模拟 40 2 俞永强 S070601ZJ005 大气数值模拟与资料同化 40 2 朱江、王斌 S070601ZJ006 气候动力学 40 2 华丽娟 S070601ZJ007 分形几何，馄饨动力学和预测问 题 40 2 陈顒、吴忠良 专 业 课 S070601ZY001 平流层动力学 40 2 陈文、陈泽宇 S070601ZY002 东亚季风系统 40 2 王林、魏科 S070601ZY003 古气候学 40 2 丁仲礼 S070601ZY004 应用气象学 40 2 周广胜等 S070601ZY005 生态气象学 40 2 周广胜、周莉 S070601ZY006 农业气象学 40 2 张佳华 S070601ZY007 干旱区气象 40 2 马柱国、吕世华 S070601ZY008 城市气象学 40 2 刘树华、王喜全 讨 论 课 S070601TL001 全球气候系统讨论课 20 1 S070601TL002 气候统计方法和应用讨论课 20 1 S070601TL003 应用气象学讨论课 20 1 S070601TL004 生态气象学讨论课 20 1 S070601TL005 农业气象学讨论课 20 1 S070601TL006 干旱区气象讨论课 20 1 S070601TL007 城市气象学讨论课 20 1 学院(系)盖章 学科专家组签字:
二级学科课程 大气物理与大气环境(070602) 课程编号 课程名称 学 学 课程大纲撰写人 性 时分 B070602ZJ001 云和隆水物理 402黄美元、徐华英 B07060271002 大中的波传播及摇感物理 402陈洪滨、王些才 S070602ZJ003 大气气溶胶物理与化学 40 27 杨复沫 B070602ZJ004 大气环境化学 4021 谭吉华 B07060271005 高层大气物理 402 当佐 S070602ZJ006 淫成原理与方法 402 拟茧时 S070602ZJ007 环境地学导论 402 郑度、王五 课 S0706027y001 卫星气象遥感 402 张佳生华 S070602ZY002 宙达气象学 402 刘黎平 B070602ZY003 大气流 402 胡非、刘辉志 S070602ZY004 大气探测学 402 陈洪滨等 S070602ZY005 人工影响天气原理和方法 402 郭学良 S070602ZY006 云物理实验 402 郭学良 S070602ZY007 避感应用 402王普才、段民征 S070602ZY008 大气污染控制工程 402 谭吉华 S070602ZY009 大气化学模拟与模式 402 谭吉华 大气气溶胶-从空气污染到气候 S070602L001 化 20 杨复沫 S070602TL002 大气颗粒物及其前驱物排放与复 合污染 30 1 潭吉华 论 S070602T1L003 卫星气象遥感讨论班 201 课 S070602T1004 雷达气象讨论班 201 S070602T1005 遥感应用讨论班 201 学院（系）盖章 学科专家组签字：
3 二级学科课程 大气物理与大气环境（070602） 属 性 课程编号 课程名称 学 时 学 分 课程大纲撰写人 专 业 基 础 课 B070602ZJ001 云和降水物理 40 2 黄美元、徐华英 B070602ZJ002 大气中的波传播及遥感物理 40 2 陈洪滨、王普才 S070602ZJ003 大气气溶胶物理与化学 40 2 杨复沫 B070602ZJ004 大气环境化学 40 2 谭吉华 B070602ZJ005 高层大气物理 40 2 肖佐 S070602ZJ006 遥感原理与方法 40 2 赵英时 S070602ZJ007 环境地学导论 40 2 郑度、王五一 专 业 课 S070602ZY001 卫星气象遥感 40 2 张佳华 S070602ZY002 雷达气象学 40 2 刘黎平 B070602ZY003 大气湍流 40 2 胡非、刘辉志 S070602ZY004 大气探测学 40 2 陈洪滨等 S070602ZY005 人工影响天气原理和方法 40 2 郭学良 S070602ZY006 云物理实验 40 2 郭学良 S070602ZY007 遥感应用 40 2 王普才、段民征 S070602ZY008 大气污染控制工程 40 2 谭吉华 S070602ZY009 大气化学模拟与模式 40 2 谭吉华 讨 论 课 S070602TL001 大气气溶胶-从空气污染到气候 变化 20 1 杨复沫 S070602TL002 大气颗粒物及其前驱物排放与复 合污染 20 1 谭吉华 S070602TL003 卫星气象遥感讨论班 20 1 S070602TL004 雷达气象讨论班 20 1 S070602TL005 遥感应用讨论班 20 1 学院(系)盖章 学科专家组签字:
大纲编号：S070600X001 大气动力学导论 Introductionto atmospheric Dynamics 课程编号：S070600XJ001 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：大学数学、大学物理 教学目的和要求： 宠生力常大气学通要的分支学为水气学名个志业提供了达婴物健轮支谁眼思 气动力学的系统基础知识，是大气科学和海洋科学的基础课程， 适用于大气和 海洋专业学生掌握基本理论和基本原则，动力学公式推导和生动的大气动力学现象相结合相统一， 旨在掌握用物理学和数学方法定性、定量解释大气运动和天气现象的方法。 内容提要： 本课程的内容包括了动力气象学的系统基础知识和近代理论，包括大气基本方程组的建立、 转换和不同情况的简化，大气波动和大气不稳定理论，热带波动以及中层大气动力学，地转适应 时程，大气能量学等内容。主进内容加下： 第一章 大气基本方程组，能量、动量、质量守恒定律，球坐标，beta平面坐标，坐标 转换。 第二章 尺度分析，无量纲方程，方程组的平衡简化，小扰动法展开。 第三章地转风，热成风，准地转模式。 第四童 涡度、散度方程，位势涡度理论(PV)理论。 第五童 大气能量学，以及全球能量循环，急流的维持和发展， 一图环流 第六章 大气波动，大尺度波动，Rossby波动，大气基本环流的分布，热带beta平面和 球面波动。 第七章 Rossby波的频散，上下游效应，球面上Rossby波的传播。 第八童 重力波，重力内波，重力外波，中尺度不稳定理论，积云对流。 第九童 热带波动，开尔文波，混合罗斯贝-重力波。 第十率 正压大气地转适应过程，斜压大气地 转适应过程 第十一章大尺度大气不稳定理论。正压不稳定，惯性不稳定，斜压不稳定，非地转不稳定， 急流内不稳定 教材： 李崇银，刘式适，陈嘉滨动力气象学导论.气象出版社，北京，2005. 主要参考书： 4
4 大纲编号：S070600XJ001 大气动力学导论 Introduction to atmosphericDynamics 课程编号：S070600XJ001 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：大学数学、大学物理 教学目的和要求： 大气动力学是大气科学重要的分支科学，为大气科学各个专业提供了必要的理论支撑框架。 本课程主要介绍大气动力学的系统基础知识，是大气科学和海洋科学的基础课程，适用于大气和 海洋专业学生掌握基本理论和基本原则，动力学公式推导和生动的大气动力学现象相结合相统一， 旨在掌握用物理学和数学方法定性、定量解释大气运动和天气现象的方法。 内容提要： 本课程的内容包括了动力气象学的系统基础知识和近代理论，包括大气基本方程组的建立、 转换和不同情况的简化，大气波动和大气不稳定理论，热带波动以及中层大气动力学，地转适应 过程，大气能量学等内容。主讲内容如下： 第一章 大气基本方程组，能量、动量、质量守恒定律，球坐标，beta 平面坐标，坐标 转换。 第二章 尺度分析，无量纲方程，方程组的平衡简化，小扰动法展开。 第三章 地转风，热成风，准地转模式。 第四章 涡度、散度方程，位势涡度理论（PV）理论。 第五章 大气能量学，以及全球能量循环，急流的维持和发展，三圈环流。 第六章 大气波动，大尺度波动，Rossby 波动，大气基本环流的分布，热带 beta 平面和 球面波动。 第七章 Rossby 波的频散，上下游效应，球面上 Rossby 波的传播。 第八章 重力波，重力内波，重力外波，中尺度不稳定理论，积云对流。 第九章 热带波动，开尔文波，混合罗斯贝-重力波。 第十章 正压大气地转适应过程，斜压大气地转适应过程。 第十一章 大尺度大气不稳定理论。正压不稳定，惯性不稳定，斜压不稳定，非地转不稳定， 急流内不稳定 教材： 李崇银, 刘式适, 陈嘉滨. 动力气象学导论. 气象出版社, 北京, 2005. 主要参考书：
1.Holton J R.An introduction to dynamic meteorology.4th Edition Elsevier Academic Press, San Diego 2004 ,李崇银，王必魁.动力气象学科学出版社，北京，1988 3.吕美仲，侯志明，周毅，动力气象学.气象出版社，北京，2004 撰写人：魏科（中国科学院大气物理研究所） 撰写日期：2008年06月
5 1. Holton J R. An introduction to dynamic meteorology. 4th Edition. Elsevier Academic Press, San Diego, 2004. 2. 叶笃正, 李崇银, 王必魁. 动力气象学. 科学出版社, 北京, 1988. 3. 吕美仲, 侯志明, 周毅, 动力气象学. 气象出版社, 北京, 2004. 撰写人：魏科（中国科学院大气物理研究所） 撰写日期：2008 年 06 月
大纲编号：S070600XJ002 高等大气动力学 Advanced Atmospheric Dynamics 课程编号：S070600XJ002 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：大学数学、大学物理、动力气象学、数学物理方程 教学目的和要求： 《高等大气动力学》是大学本科阶段教育《动力气象学》以及《大气动力学的进一步深入 除了继续加强流体动力学和大气动力学的基本概念、基本理论、基本原则和基本方法的学习外， 最重要的是引入了在大气动力学方面重要的新进展，这些新进展包括重要的大气现象的揭示和发 现、理论的发展和创新。 通过对最新研究进展的介绍和讲解，从而使得学生一方面掌据扎实的基本理论和方法，另外 习，希望引导学生实现对基 于气象系和大气科学的研究生。 内容提要： 第一章 大尺度动力学发展概况 第二章 大气运动的基本方程组、基本波动和基本性质 第三章 位涡守恒理论及其在大气环流中的应用 第四意 大气准定常行星波动力学 第五章 大气遥相关及波动的球面传播 第六章 EP通量和波流相互作用 第七章 平流层动力学1平流层基本动力过程 第八章 平流层动力学2QB0及其动力理论 第九章 热带大气低频振荡及其机理 第十童 大气扰动的稳定性理论 第 大气个别扰动的演变特征 十二章非线性动力学及其在大气环流中的应用 第十三章非线性动力学及其在大气环流中的应用2 教材及主要参考书： 1.曾庆存，《数值天气预报的数学物理基础》（第一卷），科学出版社，北京，1979。 2.李崇银，刘式适，陈嘉滨，《动力气象学导论》，气象出版社，北京，2005。 3.Pedlosky J.Geographysical fluid dynamics.New York:Springer,1987. 6
6 大纲编号：S070600XJ002 高等大气动力学 Advanced Atmospheric Dynamics 课程编号：S070600XJ002 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：大学数学、大学物理、动力气象学、数学物理方程 教学目的和要求： 《高等大气动力学》是大学本科阶段教育《动力气象学》以及《大气动力学》的进一步深入， 除了继续加强流体动力学和大气动力学的基本概念、基本理论、基本原则和基本方法的学习外， 最重要的是引入了在大气动力学方面重要的新进展，这些新进展包括重要的大气现象的揭示和发 现、理论的发展和创新。 通过对最新研究进展的介绍和讲解，从而使得学生一方面掌握扎实的基本理论和方法，另外 一个方面对大气动力学进行较为全面而深入的了解，从而为科研做好必要的准备。通过课程的学 习，希望引导学生实现对基本的大气动力学理论的升级，从而更好的走向科研之路。本课程适合 于气象系和大气科学的研究生。 内容提要： 第一章 大尺度动力学发展概况 第二章 大气运动的基本方程组、基本波动和基本性质 第三章 位涡守恒理论及其在大气环流中的应用 第四章 大气准定常行星波动力学 第五章 大气遥相关及波动的球面传播 第六章 EP 通量和波流相互作用 第七章 平流层动力学 1 平流层基本动力过程 第八章 平流层动力学 2 QBO 及其动力理论 第九章 热带大气低频振荡及其机理 第十章 大气扰动的稳定性理论 第十一章 大气个别扰动的演变特征 第十二章 非线性动力学及其在大气环流中的应用 1 第十三章 非线性动力学及其在大气环流中的应用 2 教材及主要参考书： 1. 曾庆存，《数值天气预报的数学物理基础》（第一卷），科学出版社，北京，1979。 2. 李崇银，刘式适，陈嘉滨，《动力气象学导论》，气象出版社，北京，2005。 3. Pedlosky J. Geographysical fluid dynamics. New York: Springer, 1987
4.Gill A.E.Atmosphere-ocean dynamics.New York:Academic Press,1982. .Cambridge:Cambridge University 撰写人：黄荣辉、陈文（中国科学院大气物理研究所） 修改人：黄荣辉、陈文、魏科、王林（大气物理研究所） 撰写日期：2008年11月
7 4. Gill A. E. Atmosphere-ocean dynamics. New York: Academic Press, 1982. 5. Vallis G. K. Atmospheric and oceanic fluid dynamics: fundamentals and large-scale circulation. Cambridge: Cambridge University Press, 2006. 撰写人：黄荣辉、陈文（中国科学院大气物理研究所） 修改人：黄荣辉、陈文、魏科、王林（大气物理研究所） 撰写日期：2008 年 11 月
大纲编号：S070600XJ003 计算地球流体力学概论 Introduction to Computational Geophysical Fluid Dynamics 课程编号：S070600XJ003 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、微分方程数值解、动力气象学或数值天气预报 教学目的和要求： 本课程是大气科学专业研究生的学科基础课，同时可作为海洋科学、环境科学的选修课。本 课程主要介绍大气海洋问题数值模拟（预报）所用计算方法的一些基本情况，及重点介绍 类有 限差分法（简称能量守恒差分法），突出介绍差分格式的稳定性、省时性和准确性等问题。 内容提要： 第一章引言 简要介绍大气海洋模式求解中常用的几类计算方法的主要优缺点，及构造总能量守恒型 格式的重要性、必要性。 第二章数值天气预报的历史回顾 简要介绍数值天气预报的发展演变历史及预报技巧， 第三章方程的连续形式 简要介绍控制大气演变的方程组及几种主要的水平坐标和垂直坐标。 第四章运动方程的数值离散化 简要介绍有限差分法及与大气运动方程相对应的差分方程组。 第五章非线性计算不稳定简介 简要介绍非线性计算不稳定的特征和例子 第六章方程的微分形式及其能量守恒性 重点介绍一维、二维平流方程及其能量守恒性，并对三维方程组作简要介绍。 第七章差分方程及其平方守恒性 重点介绍一维、二维平流方程和涡度方程在A网格下的差分格式及其能量守恒性。 第八章分析差分格式计算稳定性的福氏法 介绍分析线性差分方程的Von Neumann方法及其实例. 第九章分析差分格式计算稳定性的范数法 重点介绍带非负算子的算子方程的计算稳定性问题及相应定义、定理，并以平流扩散方 程为例作进一步论证说明。 第十章差分格式的省时性 介绍几种节省机时的差分格式及其省时技巧。 第十一章平滑与过滤、耗散格式 介绍克服计算紊乱和计算不稳定的平滑技术和过滤技术，并以耗散格式为例子作进一步 论证说明
8 大纲编号：S070600XJ003 计算地球流体力学概论 Introduction to Computational Geophysical Fluid Dynamics 课程编号：S070600XJ003 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、微分方程数值解、动力气象学或数值天气预报 教学目的和要求： 本课程是大气科学专业研究生的学科基础课，同时可作为海洋科学、环境科学的选修课。本 课程主要介绍大气海洋问题数值模拟（预报）所用计算方法的一些基本情况，及重点介绍一类有 限差分法（简称能量守恒差分法），突出介绍差分格式的稳定性、省时性和准确性等问题。 内容提要： 第一章 引言 简要介绍大气海洋模式求解中常用的几类计算方法的主要优缺点，及构造总能量守恒型 格式的重要性、必要性。 第二章 数值天气预报的历史回顾 简要介绍数值天气预报的发展演变历史及预报技巧。 第三章 方程的连续形式 简要介绍控制大气演变的方程组及几种主要的水平坐标和垂直坐标。 第四章 运动方程的数值离散化 简要介绍有限差分法及与大气运动方程相对应的差分方程组。 第五章 非线性计算不稳定简介 简要介绍非线性计算不稳定的特征和例子。 第六章 方程的微分形式及其能量守恒性 重点介绍一维、二维平流方程及其能量守恒性，并对三维方程组作简要介绍。 第七章 差分方程及其平方守恒性 重点介绍一维、二维平流方程和涡度方程在 A 网格下的差分格式及其能量守恒性。 第八章 分析差分格式计算稳定性的福氏法 介绍分析线性差分方程的 Von Neumann 方法及其实例。 第九章 分析差分格式计算稳定性的范数法 重点介绍带非负算子的算子方程的计算稳定性问题及相应定义、定理，并以平流扩散方 程为例作进一步论证说明。 第十章 差分格式的省时性 介绍几种节省机时的差分格式及其省时技巧。 第十一章 平滑与过滤、耗散格式 介绍克服计算紊乱和计算不稳定的平滑技术和过滤技术，并以耗散格式为例子作进一步 论证说明
说明：除讲解以上内容外，还有几次课外作业，学期末还有总复习一次，考试一次。 教材： 季仲贞编：计算地球流体力学讲义。 主要参考书： 1.王斌、季仲贞著，《大气科学中的数值新方法及其应用》，科学出版社，2006。 2.廖洞贤等，《数值预报原理和应用》，气象出版社，1986。 撰写人：王斌、季仲贞（中国科学院大气物理研究所） 撰写日期：2010年06月
9 说明：除讲解以上内容外，还有几次课外作业，学期末还有总复习一次，考试一次。 教材： 季仲贞编：计算地球流体力学讲义。 主要参考书： 1. 王斌、季仲贞著，《大气科学中的数值新方法及其应用》，科学出版社，2006。 2. 廖洞贤等，《数值预报原理和应用》，气象出版社，1986。 撰写人：王斌、季仲贞（中国科学院大气物理研究所） 撰写日期：2010 年 06 月
大纲编号：B070600XJ004 计算地球流体力学 Computational Geophysical Fluid Dynamics 课程编号：B070600XJ004 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、微分方程数值解、大气动力学 教学目的和要求： 让学生掌握计算地球流体力学的基础知识，为从事大气、海洋等低速流问题的数值模拟计算 (包括数值天气预报，气候数值模拟，海流数值模拟等)及科研作必要准备。要求学生能领会基 本概念，堂拥分析研究各类计算地球流体力学问题基本方法。 内容提要： 第一章序论 中尺度动力学的研究对象：中尺度系统的天气学和动力学定义：中尺度天气动力学的 进展：本课程讲授的主要内容 第二章 计算稳定性分析方法 范数法（能量法），福氏法(Von Neumann方法)，若干具体例子，耗散格式。 第三章计算紊乱和寄生波(Gibbs现象) 一些实例，色散效应，能量关系，平滑与过滤。 第四章不等距差分、伪折射、伪反射 不等距差分中存在的问题，构造不等距差分的几种方法，用简单模式分析伪反射的机 理，若干数值计算结果。 第五章隐式和半隐式的差分 显式和隐式格式的对比，半隐式格式，迭代法和追赶法。 第六章经济差分格式 什么是经济格式，Shuman格式，Mesinger格式，China格式。 第七章分解算法 两个辅助定理，稳定性化法，预估一修正法，按分量分裂法。 第八章非线性计算不稳定问题 问题的重要性，非线性不稳定与混淆误差，非线性不稳定与初值，Leap-frog型全离散 平流格式，非线性计算不稳定的例子，非线性不稳定的分析方法，产生计算不 稳定的机理 讨论，克服计算不稳定的措施 第九章网格对频散的影响 水平网格类型，一维问题分析，二维问题分析。 第十章量守恒型差分格式
10 大纲编号：B070600XJ004 计算地球流体力学 Computational Geophysical Fluid Dynamics 课程编号：B070600XJ004 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、微分方程数值解、大气动力学 教学目的和要求： 本课程是大气科学专业博士、硕士研究生的学科基础课，同时可作海洋科学、环境科学、力 学、化学和应用数学专业研究生选修课。 让学生掌握计算地球流体力学的基础知识，为从事大气、海洋等低速流问题的数值模拟计算 （包括数值天气预报，气候数值模拟，海流数值模拟等）及科研作必要准备。要求学生能领会基 本概念，掌握分析研究各类计算地球流体力学问题基本方法。 内容提要： 第一章 序论 中尺度动力学的研究对象；中尺度系统的天气学和动力学定义；中尺度天气动力学的 进展；本课程讲授的主要内容。 第二章 计算稳定性分析方法 范数法（能量法），福氏法（Von Neumann 方法），若干具体例子， 耗散格式。 第三章 计算紊乱和寄生波（Gibbs 现象） 一些实例，色散效应，能量关系，平滑与过滤。 第四章 不等距差分、伪折射、伪反射 不等距差分中存在的问题，构造不等距差分的几种方法，用简单模式分析伪反射的机 理，若干数值计算结果。 第五章 隐式和半隐式的差分 显式和隐式格式的对比，半隐式格式，迭代法和追赶法。 第六章 经济差分格式 什么是经济格式，Shuman 格式，Mesinger 格式，China 格式。 第七章 分解算法 两个辅助定理，稳定性化法，预估一修正法，按分量分裂法。 第八章 非线性计算不稳定问题 问题的重要性，非线性不稳定与混淆误差，非线性不稳定与初值，Leap-frog 型全离散 平流格式，非线性计算不稳定的例子，非线性不稳定的分析方法，产生计算不稳定的机理 讨论，克服计算不稳定的措施。 第九章 网格对频散的影响 水平网格类型，一维问题分析，二维问题分析。 第十章 量守恒型差分格式