一．基本信息

课程编号: 0421004

课程名称： 气象与气候学

英文名称：Meteorology & Climatology

课程性质: 专业必修课

总 学 时： 72

学 分： 4

适用对象: 地理教育专业专科

先修课程：地球概论、高等数学、地图学

二．编写说明

（一）课程的性质

该课程研究了大气现象与气候现象，阐述了其与自然地理环境的关系。气候是重点，气象、天气是气候的物理基础。通过系统阐述气候学的基础原理和基本方法，使学生初步了解世界和我国气候的实质。掌握气象学、天气学的基本理论和基础知识，掌握气象观测的基本技能和气象资料的统计方法，分析掌握气候形成、分布和变化的原因规律，为自然地理及其他课程的学习奠定牢固的气象气候的基础。

气象学与气候学的教学内容以地球大气为研究对象，了解与掌握大气中以及地表上与大气有关的各种现象产生的原因、过程、演变的规律。气象学部分主要研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化；天气学部分主要研究大气现象的本质，从而能解释大气现象，寻求其发生、发展和变化的规律；气候学部分主要研究地球整体的和区域的气候现象和规律以及气候与其它自然地理现象（地带性和非地带性）的关系，地质时期、历史时期、现代气候气候变化与环境的影响与响应等。

（二）课程教学目标基本要求

《气象学与气候学》课程是一门专业性和综合性、理论性和实践性都较强的课程，是以普通气象学为基础，以气候学为重点的专业基础课程。基本目标要求为：了解气象学的基础知识；初步了解大型天气系统及其控制下的天气特点；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。初步掌握地面气象观测的基本原理和方法。本课程内容多，讲课的重点在与气候，为了加强实践环节，真正做到理论联系实际，本课程实验、实习内容必不可少；也是本课程考察的重点。

讲授法，讨论法，时间方法和考察方法以及多媒体技术交互使用，通过多种方法的使用，使学生掌握基础知识，培养分析问题、解决问题的能力，训练学生有关专业知识的基本技能。

（三）课程的重点和难点

本课程可分为气象学、天气学基本原理及气候学理论三大板块，以气候系统为主要线索贯穿始终。气象学的重点是大气圈的热学属性、力学属性、水分的转换及气压场的配置，这方面的内容比较抽象，对数学、物理的前期要求比较高，因此尽量利用基本数学公式的推导、多媒体教学课件的演示、野外实习来帮助学生理解概念，增强动手能力和感性认识，与此同时也为后面的内容打下坚实的基础。天气学基本原理的重点是气团、锋及中高低纬度天气系统的状况，尤其是气旋的发生发展及副热带高压的活动对同学们来说，理解上是个难点，我们利用日常生活常识、多媒体教学课件的演示及实习中天气图的描绘、等压线的分析来辅助课堂教学，加深他们的印象。气候学理论的重点是关于气候系统思想的精确阐述、气候系统的各个主要过程、各子系统间的相互作用等，我们将之与地理科学中的相关学科紧密结合，并加以介绍一些当今气候领域的热点问题，力求将枯燥的课程讲得生动活泼，培养学生发现问题、思考问题的兴趣。

（四）课程教学方法与手段

1、传统的课堂讲授方法：突出重点，突破空间性很强的抽象概念和理论等难点，如大气运动、天气系统等。

2、研究性课的教学方法：通过主讲教师所开展的“探索性研究课题”、“争鸣性研究课题”、“补充性研究课题”以及“生产应用性和综合性的研究课题”，向学生充分展示了本门课程广泛的“用武之地”；同时启发学生的学习兴趣，培养学生探究心理和创新创造能力。

3、学导式讨论课教学方法：凡属本门课程基本内容，它包括基本知识、基本理论、基本技能，通过布置讨论提纲，学生自学。在提纲的指导下独立获取知识，然后通过讨论、辩论，老师评讲、总结，形成生动活泼的学习局面。

4、交流互动式的“设疑”设问课。

5、现代教育技术的应用与教学改革：自2001年开始研究气象学与气候学多媒体课件及电子教案的研制与开发，采用边开发边应用的原则，在实践教学中不断检验课件的实用性和科学性。通过不断完善《气象学与气候学》的理论教案及实验实习和能力测试的电子教案，大大丰富了教学内容和知识信息量，使教学内容生动活泼，使抽象难懂的概念、理论变得直观、形象、易懂，提高了教学效率，收到了很好的教学效果。

（五）实践环节

实验一 温度的观测 2学时

实验二 日照的观测 2学时

实验三 气压、风、云的观测 2学时

实验四 空气湿度的观测与查算 2学时

实验五 地面气象观测场地的选择、仪器安装和气象要素的综合观测 2学时

课程实习一天，参观气象台（站），开展气象要素综合观测，全面了解天气预报的制作过程。

（六）教学时数分配表

教学内容		各教学环节学时分配							采用何种多媒 体教学手段
章节	主要内容	讲授	实验	讨论	习题	课外	其它	小计
1	绪论	4							讲授方法
2	大气的热能和温度	6	4	2					讲授、讨论、CAI辅助教学
3	大气中的水分	6	4						讲授、讨论、CAI辅助教学
4	大气的运动	10	2						讲授、讨论、CAI辅助教学
5	天气系统	8							讲授、CAI辅助教学
6	气候的形成	8		2					讲授、讨论、CAI辅助教学
7	气候带和气候型	6							讲授、CAI辅助教学
8	气候变化和人类活动对气候的影响	8		2					讲授、讨论、CAI辅助教学
合计		56	10	6

（七）本课程与其它课程的联系

《气象学与气候学》是地理专业的专业基础课程，是后续自然地理和区域地理以及人文地理等相关地理课程的基础。

（八）教材与主要参考书

教材：

1、 周淑贞主编 《气象学与气候学》高等教育出版社，2003年

主要参考书：

1、 伍荣生主编 《现代天气学》 高等教育出版社，1999年

2、 周淑贞、束炯 《城市气候学》 气象出版社，1994年

3、 高国栋、陆渝蓉等 《气候学基础》 南京大学出版社，1990年

4、 汤懋苍等 《理论气候学概论》 气象出版社，1989年

5、 潘树荣等 《自然地理学第二版》 高等教育出版社，1998年

6、 景贵和主编 《综合自然地理》 高等教育出版社，1990年

7、 王建 《现代自然地理学》 高等教育出版社，2005年

（九）说明

自学内容：大气基本无利特性、太阳辐射、对流性天气系统、气候形成的辐射因子、冰雪覆盖与气候、气候分类的评价、高纬气候、高山气候、未来气候的变化。

专题讨论：

1、CO₂与全球变暖

2、厄尔尼诺与气候异常

3、大气环流、海陆分布、地形在气候形成中的作用

多媒体教学：

1、全书均有自制CAI课件，有选择的使用其课件上课

2、观看视频资料：《梅雨》、《气旋的形成》、《气团和锋面》、《气象与战争》等。

三．教学内容纲要

第一章：引论

一、教学基本要求

掌握气象学、气候学的研究对象、任务。

熟练掌握、大气的组成、大气的结构。

熟练掌握大气有关的物理性质。

二、教学内容

第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史

要点：

1、 △气象学与气候学的研究对象和任务

2、 气象学与气候学的发展简史

①发展初期、②萌芽时期、③发展时期

第二节气候系统概述

要点：

1、 △○大气图概述

①大气的组成 ②大气的结构

2、 水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述

①水圈 ②陆面冰 ③雪圈 ④生物圈

第三节有关大气的物理性状

要点：

1、 主要气象要素

①气温、②气压、③温度、④降水、风、方量、能见度

2、 ○空气状态方程

②干空气状态方程、②湿空气状态方程与虚温

第二章 大气的热能和温度

一、教学基本要求

1、 熟练掌握太阳辐射、太阳光谱、太阳常数的概念；大气对太阳辐射的特点；影响直接辐射的因素。

2、 掌握太阳辐射的波长，大气对太阳辐射的散射；到达地面的太阳总辐射及影响因素。

3、 熟练掌握地面有效辐射的概念及影响因素；地面辐射差额的概念；大气逆辐射的概念。

4、 掌握地面辐射、大气辐射、辐射差额的概念。

5、 熟练掌握干空气绝热直减率、湿绝热直减率及应用范围；大气稳定度的概念和判断的方法；大气的不稳定能量。

6、 掌握大气的非绝热变化的几个方面。

7、 熟练掌握气温的日变化、年较差；日变化的特点及原因；全球气温的水平分布特点；辐射逆温；乱流逆温的形成过程。

8、 掌握影响气温日较差、年较差变化的因素；平流逆温；下沉逆温；锋面逆温的形成。

二、教学内容

第一节太阳辐射

要点：

1、 辐射的基本知识

①辐射与辐射能、②辐射光谱、③物体对辐射的吸收、发射和透射、有关辐射的基本定律

2、 ○太阳辐射

①太阳辐射光谱和太阳常数、②太阳辐射在大气中的减弱、③到达地面的太阳辐射、地面对太阳辐射的发射

第二节地面和大气的辐射

要点：

1、 地面、大气的辐射和地面有效辐射

①地面和大气辐射的表示、②地面和大气长波辐射的特点、③大气逆辐射和地面有效辐射

2、 △地面及地——气系统的辐射差额

①地面的辐射差额、②大气的辐射差额、③地——气系统的辐射差额

第三节大气的增温和冷却

要点：

1、 海陆的增温和冷却的差异

①空气的增温和冷却、②气温的非绝热变化、③气温的绝热变化、空气温度的个别变化和局地变化

2、 ○大气静力稳定度

①大气稳定的概念、②判断大气稳定的基本方法、③位势不稳定

第四节大气温度随时间的变化

要点：

1、 气温的周期性变化

①气温的日变化、②气温的年变化

2、 △气温的非周期性变化

第五节大气温度的空间分布

要点：

1、 气温的水平分布

2、 ○对流层中气的垂直分布

①辐射逆温、②湍流逆温、平流逆温、下沉逆温

第三章 大气中的水分

一、教学基本要求

1、 熟练掌握影响饱和水汽压的因素；大气中的水汽凝结条件。

2、 掌握水的动态变化及判断方法。

3、 熟练掌握露、霜、雾淞、雨淞、雾、云等的概念；雾的形成条件；云 形成条件、分类。

4、 掌握各类雾的形成、云的特点。

5、 熟练掌握降水的形成的微观条件；人工降水的原理

6、 掌握降水的类型及分布。

二、教学内容

第一节蒸发和凝结

要点：

1、 水相变化

2、 △○饱和水汽压

①饱和水汽压与温度的关系、②饱和水汽压与蒸发而性的关系、饱和水汽压与蒸发形状的关系

3、 △影响蒸发的因素

①水源、②热源、饱和差、风速与湍扩散

4、 △温度随时间的变化

5、 △大气中水汽凝结的条件

①凝结核、②空气中水汽的饱和或过饱和

第二节地表面和大气中的凝结现象

要点：

1、 地面的水汽凝结物

①露和霜、②雾淞和面淞

2、 ○近地面层空气中的凝结

①辐射雾、②平流雾

3、 △云

①云的形成条件和分类、②各种云的形成条件

第三节降水

要点：

1、 云滴增长的物理过程

①云滴凝结增长、②云滴的冲并增长

2、 雨和雪的形成

①雨的形成、②雪的形成

3、 △○各类云的降水

①层状云的降水、②积状的降水、波状的降水

4、 △人工影响方雨

①人工影响污水降水、②人工影响暖水降水

第四章 大气的运动

一、教学基本要求

1、 熟练掌握单位气压高度差、单位高度气压差的公式

2、 掌握引起气压随时间变化的因素

3、 熟练掌握等压面图、等高面图的由来

4、 掌握气压场的对称系统、不对称系统的垂直变化特点

5、 熟练掌握水平气压梯度力、水平地转偏向力的方向；地转风、梯度风的形成及风压定律；热成风的形成。

6、 掌握惯性离心力、摩擦力的大小、方向、风随高度的变化规律。

7、 熟练掌握大气环流的概念、三圈环流、风带、气压带的形成；实际大气环流的基本特征。

8、 掌握海陆分布、地形对大气环流的影响

二、教学内容

第一节气压随高度和时间的变化

要点：

1、 ○气压随高度的变化

①静力学方程、②压高方程

2、 △○气压随时间的变化

①气压变化的原因、②气压的周期性变化、气压的非周期性变化

第二节气压场

要点：

1、 气压场的表示方法

2、 气压场的基本形式

3、 △○气压系统的空间结构

第三节大气的水平运动和垂直运动

要点：

1、 ○作用于空气的力

①气压梯度力、②地转偏向力、惯心离心力、摩擦力、大气运动方程

2、 △○自由大气中的空气水平运动

①地转风、②梯度风、自由大气中风随高度的变化

3、 △○摩擦层中空气的水平运动

①地面摩擦力对风的影响、②摩擦层中风随高度的变化、风的日变化和风的阵性

4、 △空气的垂直运动

①对流运动、②系统性垂直运动

第四节大气环流

要点：

1、 大气环流形成的主要因素

①太阳辐射作用、②地球自然作用、地面性质作用、地面摩擦作用

2、 △○大气环流平均状况

①平衡纬向环流、②平均水平环流、平均径圈环流、急流

3、 大气环流的变化

①年变化 ②中短期变化

第五章 天气系统

一、教学基本要求

1、 熟练掌握气团的概念、分类、形成条件；锋的概念、分类、冷暖锋天气

2、 掌握气团的变性；锋的温压场的特征

3、 熟练掌握气旋与反气旋的概念、分类；锋面气旋的结构与天气；寒潮的定义、源地、路径、天气、条件。

4、 熟练掌握北半球副热带高压强度的特点，西太平洋副高的季节活动规律对我国东部天气的影响，副高各部份的天气，梅雨的概念。

5、 掌握副高的形状，季节活动规律，梅雨的天气特征及成因。

6、 掌握副高的形状，季节活动规律，梅雨的天气特征及成因。

二、教学内容

第一节气团和锋

要点：

1、 ○气团

①气团的形成 ②气团的变性 ③气团的分类

2、 △○锋

锋的概念 ②锋的特征 ③锋的类型和天气 ④锋生和锋消

第二节高纬度天气系统

要点：

1、 ○高空主要天气系统

①大气长波 ②阻塞高压和切断低压 ③极地涡旋 ④高空低压槽和切变线

2、 △○气旋和反气旋

①概述 ②温带气旋

第三节低纬度天气系统

要点：

1、 ○副热带高压

①结构和天气 ② 西太平洋副高 ③青藏高原

2、 ○热带天气系统

①热带辐合带 ②东风坡 ③热带 ④热带气旋

第四节对流性天气系

1、 要点：

2、 雷暴

3、 飑线

4、 龙卷

第六章 气候的形成

一、教学基本要求

1、 熟练掌握天文辐射的时空分布特点

2、 理解天文辐射气候带、辐射差额的地理分布

3、 熟练掌握大气环调节海陆的温差，各纬度的环流与气候

4、 理解大气环调节高低纬间的温差，在水分循环中的作用

5、 熟练掌握海陆分布对气温的影响，海陆风、季风的概念、形成原因

6、 掌握海陆分布对雾、降水的影响，海洋性气候与大陆性气候的差异

7、 熟练掌握青藏高原对气温的影响、地形对降水的影响。

8、 掌握中小地形、海拔高度对气温的影响、地形对降水形成的影响、雪线及地理分布特点、地形与地方性风。

二、教学内容

第一节气候形成的辐射因子

要点：

1、 太阳辐射与天文气候

①天文辐射的计算 ②天文气候

2、 △○辐射收支与能量系统

①辐射能收支的地理分布 ②地面能量平衡 ③全球能量级联 ④全球能量平衡模式

第二节气候形成的环流因子

要点：

1、 △○海气相互作用与环流

2、 ○环流与热量输送

①赤道与极地间的热量输送 ②海陆间的热量输送

3、 △环流与水分循环

4、 △环流变异与气候

第三节海陆分布对气候的影响

要点：

1、 海陆分布与气温

①海陆与大气热量交换的差异 ②海陆气温的对比

2、 △海陆分布对大气水分的影响

①对蒸发和空气温度的影响 ②对雾的影响 ③对降水的影响

3、 △海陆分布与周期性风系

①海陆风 ②季风

4、 △○海洋性气候与大陆性气候

①气温指标 ②水分标志 ③气候大陆度

第四节地形和地面特征与气候

要点：

1、 地形与气温

①高大地形对气温的影响 ②中小地形对气温的影响

2、 △地形与地方性风

①青藏高原季风 ㈡山谷风 ③焚风 ④峡谷风

3、 △○地形与降水

①地形与降水的形成 ②地形对降水分布的影响

4、 地面特性与气候

第五节冰雪覆盖与气候

要点：

1、 世界冰雪覆盖概况

2、 冰雪覆盖与气温

①冰雪表面的辐射性质 ②冰雪-大气间的能量交换和水分交换特性

冰雪覆盖与大气环流和降水

第七章 气候带和气候型

一、教学基本要求

1、 熟练掌握柯本、斯查勒气候分类法的原则及优缺点

2、 掌握气候带、气候型的概念及五带十二型

3、 熟练掌握几种主要气候类型的分布、成因、特点并利用所给资料判别。

4、 高地气候特征、小气候概念

二、教学内容

第一节气候带与气候型的划分

要点：

1、 柯本气候分类在法

2、 ○斯查勒气分类法

3、 气候分类法评议

第二节低纬度气候

要点：

1、 赤道多雨气候

2、 ○热带海洋性气候

3、 热带干湿季气候

4、 ○热带季风气候

5、 热带干旱与半干旱气候型

第三节中纬度气候

要点：

1、 副热带干旱与半干旱气候

2、 副热带季风气候

3、 副热带湿润气候

4、 ○副热带夏干气候

5、 温带海洋性气候

6、 ○温带季风气候

7、 温带大陆性湿润气候

8、 ○温带干旱与半干旱气候

第四节高纬度气候

要点：

1、 副极地大陆性气候

2、 极地长寒气候

3、 极地水源气候

第五节高地气候

要点：

1、 热带高山气候举例

2、 副热带主山气候举例

3、 ○温带内陆干旱区高山气候举例

4、 温带季风区山地气候举例

5、 山地气候中的“暖带”和“冷湖”

第八章 气候变化和人类活动对气候的影响

一、教学基本要求

1、 掌握气候变迁的史实、气候变化的因素、人类活动对气候的影响

二、教学内容

第一节气候变迁的史实

要点：

1、 地质时期的气候变化

2、 历史时期的气候变化

3、 近代气候变化物征

第二节气候变化的因素

要点：

1、 ○太阳辐射的变化

①地球轨道因素的改变 ②火山活动引起大气透明度的变化 ③太阳活动的变化

2、 ○宇宙——地球物理因子

3、 △○下垫面地理条件的变化

①海陆分布的变化 ②地形变化

大气环流和大气化学组成的变化

第三节人类活动对气候的影响

要点：

1、 改变大气化学与气候效应

2、 改变下垫面性质与气候效应

3、 人为热和人为水汽的排放

4、 ○城市气候

①城市混浊岛效应 ②城市热岛效应 ③城市干岛和湿岛效应 ④城市雨岛效应 ⑤城市平均风速小 ⑥局地差异大 ⑦有热岛环流

大纲制订人：邢兰芹

大纲审定人：葛公文、陈秀端

制订日期：2010年7月

修订日期：2015年3月