《动力气象学》PPT课件 南京信息工程大学 郭品文

 
课件内容： 
绪论（1学时） 
通过本章的学习，可以了解动力气象学课程的性质和内容，了解动力气象学发展的背景、各阶段的主要成果。 
1.1绪论 
旋转坐标系大气运动方程组（4学时） 
通过本章的学习，可以：（1）理解旋转参照系的概念和旋转坐标系下大气运动方程组的推导过程；（2）理解科氏力、气压梯度力等的物理本质；（3）理解拉格朗日研究方法和欧拉研究方法的不同；（4）了解各旋转坐标系特点及各坐标系基本方程组，了解静力平衡的概念与p坐标系建立的物理基础。特别提醒：2.4小节有球坐标系下大气运动方程组的推导过程讲解，欢迎大家学习！ 
2.1 参考系的转变 
2.2 力的分析 
2.3 研究方法的转变 
2.4 常用旋转坐标系的选择 
大气运动方程组的简化（3学时） 
通过本章的学习，可以：（1）理解尺度分析的基本概念和方法；（2）理解如何利用尺度分析方法简化方程组，初步分析中纬度大尺度运动的基本性质，明确中纬度大尺度运动的主要影响因子；（3）掌握尺度分析方法。特别提醒：3.2小节融入了Hoskins et al. 《Fluid Dynamics of the MidLatitude Atmosphere》书中关于地转偏差尺度和水平散度尺度分析的内容，欢迎大家学习！ 
3.1 尺度分析方法 
3.2 基本方程组的尺度分析 
3.3 中纬度大尺度运动方程组的简化 
自由大气中的平衡流场（3学时） 
本章学习地转运动、地转偏差和热成风等概念的物理基础和在实际大气中的应用，以上内容有助于我们理解实际水平流场的特征，有助于我们利用大气运动规律分析实际大气过程。 
4.1 地转运动和地转偏差 
4.2 热成风1 
4.3 热成风2 
大气涡旋动力学（5学时） 
大气运动具有明显的涡旋运动特征，常用环流、涡度、位涡来度量旋转特征。通过本章的学习，可以理解环流、涡度、位涡的概念及其方程各项的含义以及如何应用该方程解释实际大气中涡旋系统变化机理。 
5.1 环流 
5.2 环流定理 
5.3 涡度与涡度方程 
5.4 涡度方程的应用 
5.5 位涡 
大气能量学（9学时） 
能量转换和守恒是物质所遵循的普通规律。大气中各种不同尺度运动的产生和发展以及消亡，是各种能量的累积、爆发和转换的结果。本章从大气能量出发，分析能量转换的机理和实际大气能量循环过程，解释天气系统发展和大气环流维持的机制。 
6.1 大气中主要能量形式 
6.2 气柱位能和内能的关系 
6.3 大气动能变化机制 
6.4 闭合系统能量转换和守恒 
6.5 有效位能 
6.6 实际大气能量转化1 
6.7 实际大气能量转化2 
6.8 实际大气能量转化3 
6.9 实际大气能量转化4 
大气波动学（14学时） 
本章通过对大气中的波动建立物理模型、数学模型，然后求解、分析，从而认识实际大气波动规律和机理。 
7.1 波动的基本概念 
7.2 波群与群速度 
7.3 微扰动法 
7.4 声波 
7.5 重力外波 
7.6 重力惯性外波 
7.7 重力内波 
7.8 大气长波的频散关系式 
7.9 大气长波的基本性质 
7.10 大气长波的形成机制 
7.11 地形Rossby波 
7.12 滤波 
大气运动的稳定性理论（9学时） 
通过本章的学习，可以了解波动稳定性的概念及数学表述，理解惯性稳定度的概念及判据，了解静力不稳定和对称不稳定的概念和判据，明确正压不稳定的概念及判据，斜压不稳定的概念及条件，从而认识天气系统发生发展的物理机制。 
8.1 流体动力学稳定性概念 
8.2 静力不稳定 
8.3 惯性不稳定1 
8.4 惯性不稳定2 
8.5 对称不稳定 
8.6 正压不稳定1 
8.7 正压不稳定2 
8.8 斜压不稳定1 
8.9 斜压不稳定2