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《气象学》课程教学大纲
课程代码: 092003 课程性质: 必修或限选 总学时: 44 学时
总学分: 2.5 开课学期: 3或4 适用专业: 林学、环境科学、园林
先修课程:高等数学、普通物理学 后续课程:森林培育学、苗圃学等
一、课程介绍
本课程由理论和实验两部分构成
理论部分系统地介绍基本气象要素及其时空变化规律和天气学、气候学、小气候等方面的基础理论知识。主要包括:地球大气的概况,基本气象要素及其时空变化规律,天气系统和气象灾害,气候,小气候等。
实验部分介绍基本气象要素的观测仪器、观测方法和观测资料的整理分析与应用方法。主要包括:基本气象要素的观测,气候资料的分析应用等。
二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用
本课程为林学、园林、环境科学专业一门重要的专业基础课,是必修课程。通过本课程的学习,培养学生系统掌握气象学的基本知识、基本理论体系和基本实验技能,为后续专业基础课和专业课学习以及今后从事科学研究打下坚实理论基础。
三、本课程教学所要达到的基本目标
通过本课程的教学,使学生系统地掌握各种基本气象要素及其时空变化规律和天气学、气候学、小气候等方面的基础理论知识,掌握各种基本气象要素的观测仪器和观测方法、天气和气候资料的基本分析和应用方法。熟悉与生物环境密切相关的气象条件的形成、演变规律和中国的主要天气、气候状况,并能够将所学知识与生产和生活实际相结合,综合分析,灵活应用。
四、学生学习本课程应掌握的方法与技能
从气象学与农业生物关系出发,全面、系统地理解光、热、水、气四大要素的基本概念、基本知识和基本规律;天气系统及其演变规律;中国气候、小气候的分布特征及规律。理论联系实际,联系生活常识、农业生产实践,通过讲授、提问、讨论、完成作业提高学习效果。实验课配备实验仪器供学生独立使用仪器,要求学生独立观测数据,学会观测技术和资料的统计分析方法。通过本课程各个环节的教学,重点培养学生的自学能力、动手能力、综合分析问题解决问题的独立工作能力、创新能力。
五、本课程与其他课程的联系与分工
高等数学、普通物理学、自然地理学、植物学等是学生在学习本课程之前应具备的基础知识,同时本课程为以后的森林培育学、森林生态学、苗圃学、园林植物栽培学、生态学、大气污染控制工程等专业课提供基础知识。
六、本课程的教学内容与目的要求
【第一章】 大气概述(共2学时)
1、教学目的和要求:
了解气象学的研究内容、目的,掌握对流层特征,了解气象学与林学(园林)(环境科学)的关系。
2、教学内容:
(1)气象学的研究对象和内容(0.5学时)
(2)大气的组成和铅直分层(1学时)
(3)气象与林业(园林)(环境科学)工作的关系(0.5学时)
3、教学重点和难点:
(1)重点:臭氧、二氧化碳、水汽和气溶胶粒子在气象学上的意义,大气热力学分层的依据及各层在温度铅直分布和大气铅直运动上的基本特征。
(2)难点:对流层的主要特点。
4、本章思考题:
(1)简述大气各成分的生态作用。
(2)地球大气在垂直方向可分为哪几层?分层的依据是什么?各层有什么特点?
【第二章】 辐射(共8学时)
1、教学目的和要求:
掌握辐射的基本知识、掌握太阳辐射、地面辐射、大气辐射、辐射差额的变化规律及相互间的关系。
2、教学内容:
(1)辐射的基本知识: 辐射的定义,辐射的度量单位,辐射的基本定律(1学时)
(2)太阳辐射: 太阳辐射光谱,太阳常数,太阳高度,日照时数等,太阳辐射在大气中的减弱,到达地面的太阳辐射(3学时)
(3)地面辐射差额: 地面辐射、大气逆辐射、地面有效辐射、地面辐射差额(2学时)
实践教学环节:
太阳辐射的观测(2学时)
3、教学重点和难点:
(1)重点:辐射的基本定律,可照时间的变化规律,直接辐射、散射辐射、总辐射、反射辐射、短波净辐射、地面辐射、大气逆辐射、长波净辐射和地面辐射差额的概念及影响因素。
(2)难点:太阳辐射随纬度和季节的变化规律。
4、本章思考题:
(1)辐射的三定律。
(2)太阳辐射穿过大气时发生了什么变化?到达地面的太阳辐射有什么规律?
(3)地面有效辐射的大小受哪些因子影响?
(4)写出地面辐射差额方程,说明各分量对其有何影响。
(5)根据太阳高度角公式,分别计算广州(φ=23°08′)、北京(φ=39°57′)冬至日和夏至日的日照时数和正午时的太阳高度角,画图说明两地太阳高度角的年变化规律。
【第三章】 温度(共6学时)
1、教学目的和要求:
掌握土壤与空气间的热量交换方式、土壤温度与空气温度的变化、气温的绝热变化、生物学温度、界限温度和积温。
2、教学内容:
(1)土壤与空气间的热量交换:土壤与空气间的热量交换方式、热属性、地表热
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