中小尺度天气动力学与数值模拟
课程编码：070601M04002H
英文名称：Dynamics of Meso-scale System and Numerical Simulation
课时：60
学分：4.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：高守亭等
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
大纲内容
第一章 基本大气动力参数及其意义 3学时 高守亭
第1节 与旋转及层结有关的参数及动力相似性
第2节 维萨拉频率
第3节 理查森数及其重要性
第二章 中尺度动力学基本方程 3学时 高守亭
第1节 中尺度动力学基本方程
第三章 风的性质及其演变方程 3学时 高守亭
第1节 风的性质、流函数、流线、迹线
第2节 涡度及涡度方程
第3节 变形场及变形方程
第四章 非均匀饱和湿空气动力参数及其方程 3学时 高守亭
第1节 湿绝热直减率
第2节 饱和相当位温
第3节 非均匀饱和大气中的广义位温及其守恒性
第五章 大气位涡及其特性 3学时 高守亭
第1节 位涡及位涡倾向方程
第2节 广义湿位涡
第3节 二阶位涡
第六章 中尺度平衡和非平衡 3学时 高守亭
第1节 准地转框架下的平衡和非平衡
第2节 中尺度平衡方程
第3节 中尺度非平衡方程
第七章 中尺度不稳定及其分析方法 3学时 高守亭
第1节 不稳定分类及其分析方法
第2节 静力不稳定、惯性不稳定
第3节 切变不稳定、对称不稳定
第八章 集合动力因子暴雨预报方法 3学时 高守亭
第1节 基于标量场理论的动力预报方法
第2节 基于矢量场的动力预报方法
第3节 集合动力因子暴雨预报
第九章 大气重力波 18学时 冉令坤
第1节 大气重力波的波动特征
第2节 大气重力波的极化性质
第3节 重力波的波作用量方程
第4节 重力波的EP通量理论
第5节 重力波识别与分析
第6节 重力波破碎参数化理论
第十章 中尺度对流系统-第1部分 3学时 孙建华
第1节 中尺度对流系统的定义
第2节 线状对流
第3节 飑线
第十一章 中尺度对流系统-第2部分 3学时 孙建华
第1节 弓状回波
第2节 中尺度对流复合体
第3节 对流发生的环境条件和触发条件
第十二章 强迫的中尺度运动 --海（湖）陆风环流 3学时 孙建华
第1节 海陆风的定义和观测
第2节 海陆风形成的机制和数值模拟
第3节 海陆风对天气和环境的影响
第十三章 中尺度数值模式和数值模拟 3学时 孙建华
第1节 中尺度数值模式和物理过程
第2节 数值模拟中的可预报性问题
第3节 中尺度模式的资料同化和集合预报
第十四章 我国的极端天气和中尺度对流系统 3学时 孙建华
第1节 中尺度的外场观测试验
第2节 暖季的暴雨过程
第3节 暖季的强对流天气
第十五章 期末考试 3学时 高守亭
第1节 期末考试
参考书
课程教师信息
高守亭 研究员，男，1945年9月1日生，1968年毕业于南京气象学院气象系。1988年获博士学位。1990至1992年在英国邓迪大学做博士后，1992年5月至1994年8月在美国俄克拉何马大学作访问学者。1994年10月至1995年8月在英国邓迪大学作研究客座。1995年晋升为研究员，主要从事大、中尺度动力学、中尺度数值模拟及波与流的相互作用等领域的研究。