高等大气动力学

课程编码：180083070601P2002H 英文名称：Advanced Atmospheric Dynamics 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：林一骅

本课程是本课程为气象学专业研究生的学科基础课,是气象学专业核心课程。高等大气动力学课程旨在大学本科阶段所修动力气象学基础上，加深对于大尺度大气动力学的基本概念、基本理论的精准理解，并对大尺度大气动力学基本研究方法熟练掌握；在较高的理论水平上系统讲述大尺度大气动力学的核心内容以及这些理论的天气学、气候学意义。 通过本课程的学习，让学生掌握基本概念、基本理论和基本研究方法，为将来从事大气科学各领域的研究准备必要的大气动力学基础，掌握现代大气动力学理论，了解目前国际上该学科的前沿知识和发展趋势，完成普通物理水准的初等动力气象学向理论物理水准的高等大气动力学的过渡，以便服务于即将从事的大气科学研究。

复变函数论、数学物理方程、泛函分析初步、理论力学、流体力学或动力气象学

第一章 引论 3.0学时 林一骅
第1节 大尺度大气动力学的发展历史
第二章 大气动力学基本理论 18.0学时 林一骅
第1节 大气运动的基本方程与初始及边界条件
第2节 大气的层结特征与旋转特征，标准层结近似；层结旋转属性对三维大气运动的影响
第3节 大气中的波动与涡旋，小扰动、局地平面坐标下的小扰动和运动分，球面上的小扰动
第4节 大气准地转运动，地转适应与旋转适应的基本概念
第5节 扰动与基本流的相互作用，大气运动不稳定
第6节 大气环流动力学简介
第三章 大气运动的整体性质 保守属性和守恒量 大气运动方程的各种近似 6.0学时 林一骅
第1节 大气运动的整体性质和主要守恒量，如质量守恒、角动量守恒、位涡拟能守恒以及平均尺度守恒等
第2节 大气运动方程进行合理简化
第四章 地转适应过程 6.0学时 林一骅
第1节 地转适应过程的物理含义；内波的弥散；表面被的弥散；惯性波的弥散；
第2节 平面地面近似下的适应过程以及球面大气的适应过程；适应了的场；近赤道地带的适应过程及其特殊性
第五章 准地转演变过程和不稳定理论 12.0学时 林一骅
第1节 大气动力过程的阶段性
第2节 波包动力学的基本理论
第3节 正压大气和斜压大气中天气系统的发生和发展的一般理论
第4节 大气动力不稳定理论的物理本质和数学方法，包括线性理论，弱非线性理论和非线性稳定性理论的变分方法等
第六章 热带大气动力学 6.0学时 林一骅
第1节 热带大气运动的基本方程，热带大气系统中存在的扰动形式及其性质
第2节 热带大气环流动力学的基本理论
第七章 大气动力学专题 9.0学时 林一骅
第1节 大气非地转演变过程，适应过程与演变过程的相互作用，非地转不稳定
第2节 非线性大气动力学的基本理论和方法，非线性因素对于适应过程与演变过程的影响
第3节 平流层大气动力学，准两年振荡，平流层爆发性增温，对流层大气与平流层大气的相互作用
第4节 热带大气与热带外大气的相互作用，大气低频振荡
第5节 大气动力学的哈密顿形式和几何理论

林一骅，大气物理研究所二级研究员，主要从事大气海-洋动力学研究。