2022年南京信息工程大学硕士研究生考试科目805《天气动力学》考试大纲及参考书目

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第一部分 目标与基本要求

《天气动力学》主要涵盖了《天气学原理》、《中国天气》及《动力气象学》三部分内容。《天气学原理》和《中国天气》主要以天气学理论揭示大气运动的基本特征并阐述天气系统及天气过程生、消演变规律以及影响中国的主要天气过程。《动力气象学》在热力学和流体力学的基础上，研究大气运动的动力过程、热力过程，从理论上探讨大气环流、天气系统演变的过程、规律和机理。

要求学生掌握系统掌握天气学和大气动力学的基本概念、基本理论和基本方法，理解天气系统演变的基本规律和机理，并理解各理论、学说之间的有机联系，提高分析问题、解决问题的能力，能理论联系实际并提高自己吸收新知识的能力。

第二部分具体内容

第一章  大气运动的基本特征

1. 了解大气运动各作用力含义、表达式及理解其物理意义

2. 了解个别变化、局地变化、平流变化含义

3. 掌握连续方程推导，了解质量散度、速度散度含义、表达式及其物理意义

4. 了解尺度分析含义、掌握并理解自由大气中大尺度系统运动的特征

5. 掌握Ro数的定义、物理意义和重要性

6. 理解大尺度系统热力学能量方程的物理意义

7. 了解P坐标系的优越性

8. 了解位势、位势高度、位势米、几何米的概念

9. 理解等高面上水平气压梯度力可以用等压面上位势梯度或等压面坡度表示

10. 理解并掌握地转风、梯度风、热成风、地转偏差的含义、表达式、讨论及应用

11. 了解正压大气、斜压大气的概念及物理意义

第二章气团与锋

1.了解锋、锋面、锋线、锋区含义及锋倾斜的原因

2.了解冷性锢囚锋、暖性锢囚锋含义，要求会画出剖面图中锋位置及等温线分布

3.了解马古列斯锋面坡度公式的物理意义

4.理解锋附近温度分布特征及密度零级不连续面模拟锋面时，锋面附近要素场特征

5.理解以密度一级不连续面模拟锋面时，锋面附近要素场特征

6.掌握锋面分析中，高空测风资料应用

7.了解锋生、锋消概念及概况；了解锋生带（线）、锋生函数、锋生条件概念

8.理解锋生、锋消的运动学特点

9.了解锋生、锋消的动力学特点

第三章气旋与反气旋

1.了解气旋和反气旋特征及分类

2.理解绝对涡度、相对涡度和行星涡度概念、表达式、物理含义及含义

3.理解大尺度系统运动中，固定点相对涡度变化可以用其位势高度变化表示

4.掌握环流定理与涡度方程的物理意义；掌握大气中涡旋系统演变的主要物理机制

5.理解位涡的概念，了解位涡方程的推导，了解“位涡思想”在天气学中的应用，会初步应用位涡守恒定律解释实际过程。

6.掌握位势倾向方程及ω方程各项的物理意义及讨论

7.掌握斜压系统发展的物理过程及发展因子

8.了解气旋族、气旋再生、热低压的概念

9.了解北方气旋、南方气旋活动范围及成员

10.了解蒙古气旋和江淮气旋生成过程

11.了解爆发性气旋的概念及成因

第四章天气系统演变的环流背景

1.了解大气平均流场特征与季节转换

2.掌握控制大气环流的基本因子、了解三圈环流的形成

3.了解极锋锋区与副热带锋区的概念

4.了解海陆分布、大地形对大气环流的影响

5.了解信风与季风概念

6.了解东亚夏、冬季风环流系统的组成

7.了解东亚季风形成的原因

8.了解沃克环流和El Nino的含义及关系

9.了解急流的概念及基本特点；了解三类高空急流的特征

10.了解我国各季环流概况及主要天气天气过程特点

第五章天气形势预报

1.了解外推法的概念及应用

2.理解运动学公式中及含义，掌握应用运动学方法推导天气系统的移速公式并会讨论

3.高空形势预报方程中，由于假设各层等温线平行，因此各层热成风方向相同，这样任意层风速 ，理解系数A的取值

4.理解自然坐标系中的相对涡度平流，掌握曲率项及散合项在实际天气图中的应用

5.掌握应用高空形势预报方程，结合等高线等温线分布解释500hPa槽、脊变化

6.掌握地面形势预报方程，并会讨论应用

7.了解引导气流的概念及应用

8.掌握地形对天气系统的移动及强度影响

9.了解摩擦对天气系统强度的影响

10.了解锋的移动预报及讨论

第六章寒潮天气过程

1. 了解极涡、长波、上下游效应、阻塞高压、切断低压等概念的含义

2. 了解长波波速公式的推导及讨论

3. 了解寒潮、寒潮天气系统，掌握寒潮中期和短中期天气过程，并会结合天气学原理解释“小槽发展型”、“低槽东移型”、“横槽转竖型”寒潮短中期过程的演变过程以及三类寒潮过程的异同

第七章大型降水天气过程

1. 了解一般降水和暴雨的形成条件

2. 理解降水率（降水强度）、可降水量、水汽通量、水汽通量散度等物理概念及其表达式

3. 了解我国东部雨带活动的主要规律及其与东亚主要环流系统季节变化的关系

4. 掌握影响我国降水的三个主要天气过程（华南前汛期、江淮梅雨、华北和东北雨季）的特点及其主要环流特征

5. 掌握产生降水的主要天气尺度系统及其与暴雨的关系，了解行星尺度、天气尺度系统对暴雨作用

第八章对流性天气过程

1. 掌握一般雷暴和强雷暴的结构及其天气

2. 了解飑、飑线、飑中系统含义以及及飑线与冷锋的区别

3. 掌握对流性天气形成的条件，理解对流性不稳定与条件性不稳定概念

4. 理解强雷暴发生发展有利条件

第九章低纬度和高原环流系统

1. 了解低纬度大气环流和大气运动的基本特征

2. 理解西太平洋副热带高压变动与我国天气关系

3. 掌握南亚高压的特征及其西太平洋副热带高压的区别

4. 了解赤道辐合带、东风波等热带天气系统的结构特征及其天气

5. 掌握台风的含义，台风的结构特征及其移动

6. 掌握台风发生发展的必要条件和台风形成的机制

第十章 大气行星边界层

1．掌握湍流运动的特性，理解湍流运动的一般处理方法，了解平均运动方程的推导

2．掌握边界层的特点及大气分层

3．理解混合长理论，掌握湍流输送通量与湍流粘性力的概念

4．掌握近地面层中风随高度分布的特点及求解方法

5．掌握Ekman层中风随高度分布的特点，了解其求解过程

6．掌握Ekman抽吸、二级环流的概念，掌握大气旋转减弱的物理机制

第十一章 大气能量学

1．掌握大气能量的基本形态，掌握大气位能与内能关系及全位能的概念

2．会推导质点动能方程，掌握闭合系统动能与全位能转换的条件与机制

3．掌握有效位能的概念，了解有效位能的计算过程

4．掌握纬向平均运动与涡旋运动的概念，了解纬向平均运动动能和有效位能方程、涡旋运动动能和有效位能方程的推导过程

5．掌握实际大气中能量循环过程及物理机制

第十二章 大气波动学

1．掌握波动的基本概念，掌握单波与群波的概念，掌握群速度的概念和求法。

2．掌握微扰动的概念和线性化方法

3．掌握声波产生的物理机制，了解其求解过程

4．掌握重力、惯性波产生和传播的物理机制与性质，掌握重力外波和重力惯性外波的求解，掌握浮力振荡的概念，了解重力内波和惯性波的求解过程

5．掌握Rossby波产生的机制、性质、物理模型及求解过程

6．理解波动滤波的概念及滤波条件

第十三章 大气运动的稳定性理论

1．掌握波动稳定性的概念及数学表述

2．掌握惯性稳定度与静力稳定度的概念及判据

3．掌握正压不稳定的概念及判据，理解正压不稳定判据的推导过程

4．掌握斜压不稳定的概念及条件，理解斜压二层模式和斜压大气结构，了解不稳定条件的推导过程

第十四章 地转适应过程与准地转演变过程

1．掌握地转适应过程与准地转演变过程的概念及大气运动阶段性特点

2．掌握地转适应过程与准地转演变过程的不同点

3．掌握地转适应过程的物理机制，适应的结果与初始非地转扰动尺度的关系

4．解斜压大气中适应过程的物理机制

第三部分  有关说明

1、基本要求：

本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述:

较低要求——了解

一般要求——理解、会

较高要求——掌握、应用

一般来说,对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。

2、命题说明：

（1）本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例组配试卷。

（2）《天气学原理》、《中国天气》及《动力气象学》的比例约为1:1:1

（3）难易度分为易、较易、较难、难四级，在试卷中四种难易度分数比例约为3：3：2：2。

（4）试题主要题型：名词解释、填空题、综合题（包括应用题）。

（5）试题主要测验考生对本学科的基本理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题有一定的区分度，难易度适当。一般应使本学科、专科本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。

（6）题型举例

●名词解释：

信风与季风

●填空题：

真实作用于大气的力包括_______、_______和_______。

●综合题：

以密度零级不连续面模拟锋时，用锋面坡度公式画图解释锋面附近气压分布特征。

3、参考书目:

《天气学原理和方法》，气象出版社，朱乾根等编著，2007年出版，第四版。

《动力气象学》，气象出版社，吕美仲等编者，2004年出版，第一版。

4、其他规定：考试方式为闭卷笔试，总分150分，考试时间为180分钟。本科目考试不得使用计算器。

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