章标题

教学内容

学时

学生学习

预期成果²

教学方式³

第一章

大气运动的稳定性理论（10学时）

1.流体动力学稳定性概念

2

掌握波动稳定性的概念及数学表述；掌握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（线上2学时）；掌握正压不稳定的概念及判据，斜压不稳定的概念及条件；理解正压不稳定判据的推导过程；理解斜压二层模式和斜压大气结构；通过大气稳定性理论理解天气系统发生发展的物理机制。

讲授，引导

2.惯性不稳定

2

讲授，案例

3.正压不稳定

3

讲授

4.斜压不稳定

3

讲授

第二章

地转适应理论（11学时）

1.准地转运动产生的物理背景

2

了解准地转运动产生的物理背景；理解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，掌握地转适应过程与准地转演变过程的不同点；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；了解斜压大气中适应过程的物理机制；学生理解天气系统演变的机制。

讲授

2.大尺度运动过程的阶段性

3

讲授

3.正压大气中的地转适应过程

4

讲授，演示

4.斜压大气中的地转适应过程

2

讲授

第三章

中纬度大尺度运动的准地转理论（11学时）

1.准地转运动的性质

2

了解准地转运动的本质，明确准地转运动的概念和分类；理解摄动法及其在大气中的应用；掌握位势倾向方程和ω方程的物理意义及其在天气学中的应用；了解Q矢量的概念和应用；掌握正压准地转位涡方程和准地转条件下的罗斯贝波性质，会利用L-H圆讨论罗斯贝波遇到大气中的侧边界时发生全反射后的变化；使学生建立起准地转动力学理论体系。

讲授

2.准地转方程组

2

讲授

3.准地转位势倾向方程和ω方程

1

讲授

4.发展着的斜压扰动理想模型

1

讲授

5.Q矢量

2

讲授，案例

6.正压准地转位涡方程

3

讲授，案例

章标题

教学内容

学时

学生学习

预期成果

教学方式

第四章罗斯贝波的传播与演变（16学时）

1.引言——均匀与非均匀基流中的罗斯贝波物理分析

1

理解非均匀基本气流与均匀基本气流中罗斯贝波在传播与发展中的物理性质；掌握慢变波包理论、多尺度展开法和EP通量；掌握缓变罗斯贝波包的传播，罗斯贝波在非均匀基本气流中的经向和垂直折射的特征；掌握正压、斜压大气中罗斯贝波包发展的波流结构配置；掌握罗斯贝波的三波共振。学生理解非均匀基本气流中罗斯贝波的传播与演变规律。

讲授，引导

2.缓变波包与波的多尺度展开法

2

讲授，演示

3.波射线

2

讲授

4.罗斯贝波的能量和能量通量

1

讲授

5. β 平面上罗斯贝波的频散——上游效应

2

讲授

6.罗斯贝波的波参数演变方程和波作用量守恒

1

讲授

7.球面罗斯贝波的频散——大圆理论    

2

讲授

8.罗斯贝波的经向和垂直传播

1

讲授

9.罗斯贝波与基流的相互作用

2

讲授

10.罗斯贝波的共振相互作用

2

讲授