高等天气学

课程编码：180083070601P2006H 英文名称：Advanced Synoptic Meteorology 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：丁一汇等

让学生掌握大气环流和天气-动力学中的基本理论和主要天气系统的特征、结构、生命史、发生发展的规律与形成机理，并阐述各种环流与系统间的相互作用及其在全球大气环流中的功能，提高学生的专业理论和实际应业务应用能力。

天气学、天气动力学

第一章 大气环流的一些基本问题 2学时 丁一汇
第1节 大气环流主要问题概述
第2节 大气中能量的输送和收支
第3节 大气角动量的输送和收支
第4节 大气中水汽的输送和收支
第二章 准地转运动理论及其推广和应用 2学时 陈光华
第1节 天气分析和预报的主要方法
第2节 准地转运动及其方程组
第3节 准地转理论的推广与应用
第三章 大气的不稳定理论 2学时 陈光华
第1节 大气稳定性的概念和分类
第2节 大尺度不稳定
第3节 中尺度不稳定
第4节 有组织对流的发生和发展
第四章 锋生动力学和锋面次级环流 2学时 陈光华
第1节 空气运动学的基本变量
第2节 锋面系统的特征
第3节 锋生函数（F）
第4节 锋面的次级环流
第五章 高空急流的次级环流及其与锋面系统的耦合 2学时 柳艳菊
第1节 高空急流的观测结果
第2节 高空急流的次级环流与动力学
第3节 地转悖论
第4节 高空低空急流锋系的垂直耦合及其对天气的影响
第六章 温带气旋的形成和爆发性发展 2学时 柳艳菊
第1节 温带气旋的研究史与气候学特征
第2节 温带气旋发生发展的类型与大尺度条件
第3节 气旋的不稳定理论和爆发性发展
第4节 温带气旋的形成理论
第5节 温带气旋中大尺度气流结构及其对天气的影响
第七章 热带大气的动力学特征与辐散环流 2学时 柳艳菊
第1节 热带大气平均环流和热力条件的基本特征
第2节 热带大气的动力学特征
第3节 辐散环流和热带地区的凝结加热
第4节 主要热带天气系统
第八章 东亚季风及其天气影响 4学时 柳艳菊
第1节 亚洲夏季风与季风扰动
第2节 东亚冬季风与冷涌
第3节 东亚持续性环流和强冷空气活动：个例分析
第九章 台风的结构、形成和路径 4学时 陈光华
第1节 台风的气候学与结构
第2节 台风形成的条件和物理过程
第3节 台风发生发展概念与形成的理论
第4节 台风的能量学
第5节 台风的路径预报
第6节 气候变化与台风活动的关系
第十章 中小尺度系统发生发展的条件 4学时 陈光华
第1节 大尺度和中尺度条件的概述
第2节 温度和湿度层结
第3节 风垂直切变的作用
第4节 水汽辐合和湿舌的作用
第5节 环境干空气的作用——对上升气流的影响
第6节 地形的作用——地形降水的形成和增强机制
第7节 各种物理条件对强风暴发生发展的综合结果
第十一章 对流系统 4学时 陈光华
第1节 对流风暴的种类
第2节 对流系统中的气流
第3节 中尺度对流系统(MCS)
第十二章 暴雨 4学时 柳艳菊
第1节 中国暴雨的特点、多尺度作用和物理条件
第2节 低空急流在暴雨和强对流天气形成中的作用
第3节 暴雨和强对流的反馈作用
第4节 中国大暴雨选例分析
第十三章 Rossby波的传播 4学时 陈光华
第1节 正压涡度方程与Rossby波的产生机理
第2节 自由正压Rossby 波
第3节 Rossby波的经向传播
第4节 强迫的地形Rossby波
第十四章 大气遥相关 2学时 柳艳菊
第1节 大气遥相关的理论基础：球面上Rossby波的传播/大圆理论
第2节 大气遥相关的观测分析结果
第3节 大气遥相关的分析方法
第4节 Rossby波传播的能量学分析
第十五章 位涡的理论和分析 2学时 陈光华
第1节 位涡的发展历史
第2节 位涡定义
第3节 位涡的方程推导与物理意义
第4节 位涡反演
第5节 位涡的可逆性、不守恒与不可渗透性
第十六章 位涡在研究和业务中的应用 4学时 陈光华
第1节 等熵分析
第2节 位涡在研究和业务中的应用
第3节 位涡及其在中纬天气系统分析中的应用：进一步的解释
第十七章 数值天气预报和无缝隙预报系统 4学时 柳艳菊
第1节 数值天气预报的进展
第2节 现代数值天气预报的原理与方法
第3节 数值天气预报的可预报性问题
第4节 天气预报方法的分类
第5节 集合预报
第6节 无缝隙预报系统与未来挑战
第十八章 数值预报产品在天气分析和预报中的应用 2学时 柳艳菊
第1节 数值预报产品的动力学意义和释用
第2节 用数值预报产品制作大尺度场的动力诊断
第十九章 平流层大气的平均结构与平流层-对流层相互作用 2学时 丁一汇
第1节 平流层与中层大气的平均状况和特征
第2节 对流层波动的向上传播
第3节 平流层扰动对低层大气的影响
第4节 行星波的垂直传播及其与平均流的相互作用
第二十章 平流层大气环流的变化与原因 2学时 柳艳菊
第1节 平流层爆发性增温（SSW）
第2节 热带风向的准两年振荡
第3节 极地涡旋与北极涛动（AO）
第二十一章 复习 2学时 陈光华
第1节 复习
第二十二章 考试 2学时 柳艳菊
第1节 考试

丁一汇，1938年7月18日生于安徽。中国气象局国家气候中心研究员，中国工程院院士。现任中国气象局气候变化特别顾问，国家气候变化专家委员会顾问，国家环境委员会委员，中国气象学会《气象学报》主编与英国皇家气象学会国际气候杂志编委，北京陶诗言气象发展基金会理事。
陈光华，中科院大气物理研究所研究员，博士生导师，长期从事台风预报和灾害性天气相关的研究工作。在中国科学院大学为研究生讲授《高等天气学》、《天气与气候导论》课程。曾多次受邀担任台湾大学、日本东京大学等知名高校客座教授/研究员。现已在国内外权威学术刊物发表论文90余篇，其中SCI论文50余篇。目前培养研究生十余名，其中多名获得国家博士/硕士奖学金、中科院优秀博士毕业生等荣誉。
柳艳菊，中国气象局气候变化中心监测方向首席。长期从事气候变化、气候监测和动力诊断等方面科研与业务工作，主持和骨干参加国家/省部级项目/课题十多项；在国内外学术期刊发表论文百余篇，其中第一/通讯作者近50篇，多篇论文获得省部级优秀论文奖；作为主要作者，参与出版专著/编著15部（译著1部，主编2部）；2014年至今在中国科学院大学讲授《高等天气学》。