PS：  2/

2023年	2月（1/w）	3月(2/w)	4月(1/w)	5月（1/w）	6月(1/w)	7月(1/w)	8月	9月	10月	11月	12月
气象学与气候学	1节课/2课时 第1-2章	8节课/16课时 3-6	3节课/6课时 7-9				整理问题，集中提问 1课时	记忆和整理 1课时	真题模拟（1） 1课时	真题模拟（2） 1课时讲解	答疑、强调重点 1课时
气候变化科学概论				2节课/4课时 1-4	4节课/8课时 5-12	1节课/2课时 13-14

 

《气象学与w=一周两节课、一节课2课时

课程名称	课时
气象学与气候学	24课时
气候变化科学概论	14课时
复习+模拟	5课时

气候学》       

内容简介

（1）了解气象学的基础知识。了解大气温、湿、压、风等主要要素的意义、表示方法、测量方法。初步掌握上述主要气象要素的基本变化规律和地理分布特征，初步学会分析影响主要气象要素时空分布变化的原因，为进一步学习气象学和气候学打下良好的基础，并为今后进一步学习和研究打下必要的基础；

（2）初步了解大型天气系统及其控制下的天气特点；

（3）初步掌握现代气候的形成原因，气候带和气候型的分类原则，气候的地理分布特征，气候变迁及原因，使学生对气候的形成、变化及分布有一个比较全面的认识和了解，为学习后续专业课程和适应中学教学打下良好的基础；

（4）初步掌握地面气象观测的基本原理和方法。

 

 

教学大纲

 

课堂讲授部分

（一）分章节列出标题、各章节要点及授课时数

第一章绪论（2学时）

一气象学与气候学的研究对象和任务

 

1． 气象学的研究对象和主要研究内容

2． 本课程主要讲过的三大部分：大气物理（气象学），天气学与气候学，它们之间的关系。

3． 在地理系开设本课程的主要目的和任务

 

二气象学、气候学与自然地理学的关系

 

三气象学、气候学在生产建设中的作用

 

四气象学与气候学的发展简史

 

　　重点讲述第一部分。通过绪论的讲授，激发学生学习的兴趣，并对本课程有一个总体的了解。

 

第二章 大气（4学时）                    

 

§1 大气的组成

1．干洁空气

2．大气中的水汽

3．大气中固体杂质和液体微粒

4． 大气污染

 

本节重点是第一部分，干洁空气

 

§2大气的结构

1． 大气的高度

2． 大气的分层

大气分层的依据、分层及各层的主要特点

 

§3主要气象要素

1． 气压

2． 气温

3． 湿度

4． 风

§4大气的基本物理性状

1． 大气的基本物理性状

2． 状态方程、干空气状态方程、湿空气状态方程、虚温

 

第三章大气的热度和湿度  （6学时）                            

 

§1 太阳辐射

1． 辐射的基本知识

2． 太阳辐射，太阳常数，大气对太阳辐射的减弱，到达地面的太阳辐射，地面对太阳辐射的反射

§2 地面辐射和大气辐射

1． 地面、大气的辐射和地面有效辐射

2． 地面和地气系统的辐射差额

§3 大气的增温和冷却

1． 海陆增温和冷却的差异

2． 空气的增热和冷却

　　热气学第一定律在大气中的表述式，气温的非绝热变化，气温的绝热变化，干绝热直减率、湿绝热直减率、假相当位温

3． 空气湿度的个别变化和局部变化

影响空气湿度局部变化的因素，湿度平疏

4． 大气稳定度

§4 大气的周期性变化

1． 气温的周期性变化

气温年日变化特点，气温年较差，日较差及其影响

2． 气温的非周期变化

§5大气湿度的空间分布

1． 气温的水平分布

等温线图，冬夏全球海平面气温水平分布的主要特点。

2． 对流层中气温的垂直分布

对流层中气温垂直分布的一般特点，逆温的形成。

 

第四章  大气的水分  （8学时）                            

§1 蒸发与凝结

  1．水相变化

  2．饱和水汽压（评述）

  饱和水汽压与湿度的关系，与蒸发面性质的关系，冰晶效应（冰水之间的水汽转移，饱和水汽压与蒸发面形状之间的关系，大小水滴之间的水汽转移现象。

3． 影响蒸发的因素（可简要讲述）

4． 湿度随时间的变化（简述）

5． 大气中水汽凝结的条件

 

§2 地表面和大气中的凝结现象

1． 露和霜

2． 雾凇和雨凇

3． 雾，辐射雾和平流雾

云的形成，云的分类，层状云，波状云，积状云与降水

 

§3 降水

1． 常见的胶水形式，降水的分类

2． 云滴增长的物理过程（评述）

云滴的凝结增长和冲并增长

3． 雨和雪的形成（简述）

4． 各类云的降水（可略）

5． 人工影响云雨（简述原理）

6． 降水分布（可主要讲述降水带的地理分布）

 

第五章大气的运动（8学时）

§1 气压的变化和分布

1． 气压随高度的变化

静力学方程，单位气压高度差，压高方程及其应用。

2． 气压系统

等压面，位势高度，气压系统，气压场的垂直结构

3． 气压的时间变化

气压随时间变化的原因，气压的周期性变化与非周期变化

4． 全球气压带

 

§2 大气的水平运动

1． 作用于空气的力

气压梯度力，地转偏向力，惯性离心力，摩擦力，大气运动方程及其简化

2． 自由大气中空气的水平运动

地转风，风压定律，梯度风，热度风

3． 摩擦层中空气的运动

 

§3大气环流

1． 大气环流的形成和维持

太阳辐射的作用，地球自转的作用，地表性质的作用，地面摩擦的作用。

2． 大气环流的主要特征

平均纬圈环流，平均经圈环流，平均水平环流

3．大气环流的变化

 

第六章天气系统和天气过程（6学时）

§1 气团和锋

1． 气团

气团的形成、变化及分类

2． 锋

锋的概念，锋面坡度，锋附近的气象要素场，锋面天气，*锋的生消。

 

§2 温带气旋和反气旋

1． 概述

2． 气旋和反气旋发生发展的条件

3． 锋面气旋的发展阶段和天气

锋面气旋的发展阶段，锋面气旋的结构与天气

*4．气旋族

5．反气旋和寒潮

冷高压，寒潮

 

§3 中高纬度高空主要天气系统

1． 高空大型天气系统

大气长波，阻塞高压，切断低压，极地涡旋

2． 西风带中型扰动

高空槽，高空切变线，低涡

 

§4副热带高压

1． 结构

2． 天气特征

3． 西太平洋副高活动的规律

西太平洋副高的季节变化及其与对我国天气的影响，梅雨，副高的短期变化及对天气的影响

 

§5 热带天气系统

1． 赤道辐合带

2． 东风波

3． 云团

4． 台风

台风的定义、强度、分布、台风的结构、天气，台风形成条件，台风的移动

5． 季风低压

6． 中层气旋

*§6 中小尺度天气系统

1． 中小尺度天气系统的主要特征

2． 中小尺度系统简介

3． 龙卷

 

第七章气候的形成（6学时）

§1  气候形成的辐射因子

1． 太阳辐射与天文气候

影响天系辐射的因素，天文气候

2． 辐射平衡和热量平衡

辐射差额的地理分布，地面热面平衡，地球热量平衡模式

 

§2 大气环流和洋流在气候形成中的作用

1． 在气环流和洋流与热量输送

赤道与极地间的热量输送，海陆间的热量输送

2． 大气环流洋流与水份循环，降水分布

3． 低、中、高纬度环流与气候

 

§3海陆分布对气候的影响

1． 海陆分布与气温

2． 海陆分布对雾及降水的影响

3． 海陆分布与周期性风系

海陆风、季风

4． 海洋性气候与大陆性气候

 

§4 地形与气候

1． 地形与辐射

2． 地形与气温

3． 地形与地方性风

高原季风、山谷风、焚风、布拉风、峡谷风

4． 地形与降水

坡向和高度对降水的影响

5． 高大山脉是气候的分界

 

§5 冰雪覆盖与气候

1． 冰雪是气候系统中的制冷因子

2． 冰雪覆盖与大气环流和气候异常

 

*§6 下垫面局部特性与小气候

1． 小气候的概念

2． 小气候形成的物理基础

3． 小气候的一般特性

 

第八章气候带和气候型（4学时）

§1 气候带与气候型的划分

 

1． 柯本气候分类法

柯本气候分类法划分气候带和气候型的依据、标准，主要气候带和气候型及其分布。

2． 动力气候带分类法

分类依据、标准、主要气候带、气候型及其分布

3． 柯本气候分类法和动力气候分类法

 

§2 低、中、高纬度气候

1． 低纬度气候带

2． 中纬度气候带

3． 高纬度气候带

主要讲授各气候带和气候型的划分依据，主要气候特点及分布。

 

§3 山地垂直气候带

1． 山地垂直气候带与水平气候带变化的异同点

2． 湿润地区和干旱半干旱地区的垂直气候带

 

第九章气候变化和人类对气候的影响（4学时）

§1 气候变化

1． 地质时期的气候变迁

2． 历史时期的气候变化

3． 影响气候变迁的主要因素

 

§2 人类活动对气候的影响

1． 下垫面改变引起的气候变化

2． 改变某些大气成分（大气污染）引起的气候变化

3． 人为热的释放与气候变化

4． 城市气候

 

 

《气候变化科学概论》，秦大河(主编)，科学出版社，2018年。

学时：32学时

课程简介、目标与任务：

本课程按照气候变化科学发展的路径，从气候变化的自然科学基础开讲，阐述气候变化的影响、脆弱性和适应，介绍减缓气候变化的对策和中国实践，向受众宣讲气候变化科学取得的重大进展和尚需努力的方向。课程目标是厘清概念，发展气候变化科学；树立绿水青山就是金山银山的理念，建立尊崇自然、绿色发展的意识；促进发展低碳经济、建设生态文明、实现从传统安全观向新安全观转变。通过课程学习，使学生了解当前气候变化研究的最新进展及焦点热点问题，掌握气候变化科学方面的相关知识，达到启蒙、澄清概念；开阔视野、拓展思路，为今后在气候变化领域开展相关研究工作打下坚实基础；培养青年学生探索求实科学的精神。

 

课程内容与安排：

第一章气候变化科学的发展（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候变化科学的发展和未来地球计划；天气、气候、气候系统和气候 变化。

（2）重点：从气候变化角度理解国家政策方针及国际碳谈判政策，关注未来地球计划。

（3）难点：IPCC系列评估报告及其意义和作用；IPCC的未来发展；发展中国家在IPCC活动中的作用和贡献。

 

第二章观测到的气候系统变化（4学时；讲授4hr）

（1）教学内容：观测的冰冻圈变化；观测的海洋变化。

（2）重点：从气候变化角度理解国家的战略需求。

（3）难点：当代气候观测系统的发展、气候系统观测要素与数据集。

 

第三章全新世气候变迁（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：过去气候变化研究的原理和假设；气候变化的形式、多时间尺度变化及可能驱动；研究全新世气候变化的定年方法；代用资料的特征及物理意义；气候历史及全新世重大气候事件。

（2）重点：从历史气候变化角度理解人类世界。

（3）难点：重建的不同时间长度过去气候变化，以及新仙女木事件、全新世大暖期、中世纪气候异常期、小冰期、现代暖期时的气候变化。

 

第四章生物地球化学循环（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：大气CO2浓度变化观测事实；陆地生态系统碳循环概念及方法；全球陆地生态系统碳源汇空间分布；生态系统碳循环对气候变化的响应及未来变化。

（2）重点：关注生态安全屏障，国际碳谈判。

（3）难点：臭氧和气溶胶的源汇、浓度、分布和未来变化，以及其对气候变化的响应和反馈。

 

第五章气溶胶和云（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候为什么会发生变化；气候变化研究：为什么特别关注气溶胶和云?；气溶胶和云的气候效应研究进展；气溶胶和云与我国日益严重的雾-霾污染。

（2）重点：气溶胶的种类和来源、形成与变化过程，气溶胶化学成分的气候学浓度。

（3）难点：气溶胶与辐射的相互作用、气溶胶-云相互作用、碳气溶胶与气候变化的关系、以及气候变化一些重要议题中涉及的气溶胶和云问题。

 

第六章温室气体和气溶胶的辐射强迫及其环境气候效应（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：温室气体的温室效应；辐射能量平衡与气候变化；人为和自然辐射强迫；气溶胶的环境与气候效应。

（2）重点：不同种类物质的辐射强迫以及辐射强迫的历史变化。

（3）难点：未来变化辐射强迫的概念、计算方法以及温室气体的光谱变化和辐射传输模式。

 

第七章气候变化的检测与归因（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候变化检测与归因研究的意义；气候变化检测归因的常用方法；IPCC AR5总结的检测归因结果； IPCC AR5总结的检测归因结果；中国气候变化的检测与归因。

（2）重点：主要关注气候变化与国家谈判。

（3）难点：数值模式在气候变化归因研究中的作用、以及检测归因研究的不确定性。

 

第八章全球和区域尺度的气候系统模式（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候模式简介；模式比较计划及结果在IPCC评估报告中的应用；气候模式的评估；CMIP5全球模式结果的综合评估；区域气候模式及降尺度。

（2）重点：关注未来地球计划。

（3）难点：区域气候模式及降尺度基本原理、发展历史以及在气候科学和气候变化预估中的应用。

 

 

 

第九章气候变化的预估（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：什么是气候变化预估？； IPCC AR5气候变化预估的主要结论？；气候变化预估有哪些不确定性？；如何设计和完成一次地球系统模式的预估或者模拟实验？

（2）重点：主要关注未来地球计划。

（3）难点：预估大气和地表、水循环、空气质量、冰冻圈、海平面、碳循环和其他生物地球化学循环等的长期变化。

 

第十章气候现象和相关的区域气候变化（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：季风系统；热带环流；大气涛动；中国气候变化预估。

（2）重点：与气候现象相关的区域气候变化预估：预估北极地区、南极地区和东亚未来气候变化及相关气候现象的影响。

（3）难点：北半球环状模、南半球环状模、太平洋-北美遥相关、太平洋-南美遥相关型、太平洋年代际振荡、大西洋年代际振荡的变化。

 

第十一章社会经济发展路径和气候变化情景（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候、气候变化与气候情景；排放情景（SA90, IS92, SRES）；典型浓度路径（RCPs）；共享社会经济路径（SSPs）；SSPs的应用。

（2）重点：情景在各类模式比较计划中的应用、在IPCC评估中的应用、在区域和领域研究中的应用，以及薄弱环节和未来发展。

（3）难点：社会经济发展路径的选择、社会经济路径(SSP)的设定和特征、以及RCPs/SSPs矩阵。

 

第十二章气候变化的影响、脆弱性和恢复力（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容： 气候变化影响的评估方法；气候变化的影响和脆弱性（全球）；气候变化的影响和脆弱性（中国）；恢复能力建设。

（2）重点：气候变化的影响和脆弱性的内涵、气候变化影响的评估方法、气候变化影响的检测与归因的方法、脆弱性的评估方法。

（3）难点：评估气候变化对非洲、欧洲、亚洲、大洋洲、北美洲、中美洲和南美洲、极区、小岛屿、公海的影响和脆弱性。

 

第十三章极端事件和灾害风险管理（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：极端事件的定义和分类；中国极端事件的基本特征； 观测到的极端事件的变化及其原因；极端事件变化的预估；IPCC 评估极端事件变化的进展；灾害风险管理基本定义；中国未来气候变化风险预估；中国气候变化综合风险管理。

（2）重点：长期应对策略的目标与原则、灾害风险管理与适应气候变化的协同战略、提升恢复力的能力建设战略、综合风险治理战略。

（3）难点：管理极端气候事件和灾害风险的国家制度以及综合灾害风险管理的经济社会重点领域。

 

第十四章气候变化适应、减缓与可持续发展（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候变化适应；气候变化的减缓；可持续发展。

（2）重点：适应的主要做法、通过适应进行气候变化风险管理、促进适应的政策。

（3）难点：气候变化的应对框架、适应和减缓的互补性、适应和减缓的特征。

 

第十五章 气候变化国际谈判与中国的减排行动（2学时；讲授2hr）

（1）教学内容：气候谈判科学基础及其演进；国际应对进程及后巴黎展望；中国的应对行动。

（2）重点：中国在2度温升控制目标下的排放空间、中国未来低碳发展与碳排放达峰。

（3）难点：全球的排放空间与路径、碳排放权分配原则与方法。