02_孙即霖中国海洋大学天气学原理传承、改革与创新.ppt

“天气学原理”教学传承、改革与创新的想法与做法 孙即霖 中国海洋大学海洋环境学院 2014年11月30日 武汉纽宾凯鲁广国际酒店 “天气学原理”教学中思考的问题 天气学原理课程的作用是什么？ 一个学生天气预报实习时偶然表露出来的问题：天气分析先看数值预报，再看天气图找理由。 天气学原理真的沦落到为数值预报结果作注脚的角色吗？ 果真如此，“天气学原理”课程还有存在的必要吗？ 不止是学生，十几年前， 作为教师,也有如此困惑：数值预报由于其客观化，随着预报技术的进步，应当是天气预报的发展方向，并且预报水平不断随时间改进---“天气学原理”中的天气学理论与经验结合的方法是否被淘汰？该课程还有无必要存在？ 由于天气学分析只是定性分析，精细化天气预报中还有用武之地吗？ 数值预报已经取得了极大的成功，是否精细化预报只需要高分辨率数值预报模式，改进的方向只要不断完善模式就可以？ 现代气象服务要求---无缝隙预报 以精细化预报为例，看“天气学原理”作用 要求：定时、定点、定量 三者是否独立？ 如果不，从何处入手？ 看到预报员“饭碗”长久存在的必然 故事：日本气象厅数值预报对东北大型冷涡天气的局限性。为什么几十年他们都不思悔改？ 任何数值预报系统都是对真实大气系统的近似。 体现大气不同尺度系统的相互作用参数化技术、数据同化技术等许多因素决定了不同数值预报模式预报结果具有不同的特点。 结合天气学原理，在预报实践中，通过利用模式预报输出结果进行决策，得出最符合真实大气变化规律的预报结论，为预报员的“饭碗”提供了牢固的基础。 青岛预报实践个例分析说明预报员作用 2011年春天开始降水定时预报实践 2011年12月冬季降水定时预报实践（研究生的帮助） 2012年7.5 降水定时预报实践：开始时间符合大部分数值预报，结束时间不同于任何一个 2012年8月对四个数值预报模式结果的判断（并非少数服从多数，三个模式空报） 2012年9月21日降水结束时间不同于任何一个数值预报模式 2013年5月27定时降水预报分析主要参考NCEP结果而非ECMWF，与实况一致（对数值预报模式结论的采纳度并不能用统计结果决定） 预报实践表明： 天气学原理用于天气预报分析在数值预报年代仍然至关重要; 精细化天气预报过程中，固然数值预报结果必不可少，但天气学原理得心应手的运用对从众多数值预报输出结果中分析出符合实际的结论也至关重要。 因此， “天气学原理”中辩证思维，综合分析的能力不但不应弱化，更应在传承中加强 锋面理论、气旋、反气旋发展理论、高低空系统相互影响、不同尺度系统相互影响、大气环流（季风）系统特征和变化、天气过程分析思想等“天气学原理”基本内容应传承 下去 气候变化的物理机制与天气学原理密切关联 气候预测实践中，与“天气学原理”类似机制的运用科提高预测准确率 因此， “天气学原理”的运用可“大【尺度】、小【尺度】”运动通联，开阔学生的思维空间，开辟提高精细化天气预报、气候预测准确率的另外可能方法。 对“天气学原理”教材建设的思考 应根据气象业务发展的需要，适应数值预报取得巨大进步，信息技术飞速发展的实际，强化提高综合分析能力的基础原理和实际分析能力锻炼、强化不同尺度系统相互影响、强化辩证思维提高等内容。 网络信息丰富了天气学教学资源条件 实测资料: 实时天气图、探空资料 遥感资料：卫星云图 预报资料：数值模式预报、集合预报、统计预报等 诊断资料：水汽输送、涡度、散度、垂直运动等 等等。。。。。。 网络天气信息的丰富程度已经达到: 个人通过网络可搜集的天气信息量, 超过了 2000年前单个气象台站除本站外可用于预报的信息量 及时性：最快的地面天气图，可在观测后两小时内得到（韩国气象局） 有经验的预报员, 可通过网络信息独立作出区域天气预报 因此, 天气学原理的深刻领会与天气分析能力应是网络时代天气学课程的培养着力点 网络时代如何利用丰富信息条件促进大气科学本科生加深天气学原理理解，提高天气分析能力？ 获取及选择信息 发现问题 沟通 综合分析能力 结合网络条件，教学中采取的措施 1、积极促进学生利用网络条件关注天气变化，到相关气象信息网站查阅、下载、应用资料（如国家气象局各种实况及预报图、气象系数值预报系统中的信息资料、韩国气象局实时天气图、要素场诊断图、NCEP/NCAR再分析资料等,包括指导大学生科研训练项目[SRTP]网络资料的应用） 结合网络条件，教学中采取的措施 2、通过实时适当分析天气图，强化基本概念的理解和掌握（如平流、系统高、低空配置、天气变化的时空特征[位置和强度]等）； 4、通过进行天气、气候的预报、预测，激发学生探索天气变化因、果的兴趣； 5、针对出现的典型天气过程，结合课程内容进行较为深入的分析； 6、通过问题解答，对提出有价值问题（或难题）的