伟德国际1946源于英国應用氣象學專業課程介紹
大氣物理學
Atmospheric Physics
課程編号：03600868j
适用專業：應用氣象學
總學時數： 48
總學分： 3
課程類型：專業基礎
先修課程：高等數學、大學物理
大綱主撰人：宋天元
内容簡介
大氣物理學是研究大氣中的物理現象、物理過程及其演變規律的大氣科學的分支學科。它既是大氣科學的基礎理論部分，又是環境科學的一個部分。該課程的學習，使學生系統掌握大氣物理學各方面的基礎理論知識，為以後的動力氣象學、雲物理學及邊界層氣象學等專業課的學習奠定基礎。
教學大綱
課堂講授部分
（一）分章節列出标題、各章節要點及授課時數
第1章 緒論
1.1 課程性質
1.2 氣象學簡史：醞釀階段
1.3 氣象學簡史：萌芽階段
1.4 氣象學簡史：現代氣象學的開創
1.5 氣象學簡史：挪威（卑爾根）學派時期
1.6 氣象學簡史：芝加哥學派時期
第2章 大氣組成
2.1 地球大氣的演化
2.2 大氣成分
2.3 大氣氣溶膠
※本章要點：大氣中各種成分的作用
第3章 氣象要素
3.1 基本氣象要素
3.2 幹空氣狀态方程
※本章要點：五個基本氣象要素的特點和在不同高度大氣中的分布特征；幹空氣狀态方程的表達式
第4章 大氣垂直結構
4.1 熱力結構分層
4.2 化學成份分層
4.3 電磁特性分層
※本章要點：大氣溫度的垂直分層及各層的大氣特征及運動狀态
第5章 大氣中的水汽
5.1 大氣水循環
5.2 大氣水汽含量的表征
5.3 濕空氣狀态方程
※本章要點：絕對濕度、相對濕度、水汽壓及飽和水汽壓的定義及物理含義，能夠推導和使用濕空氣狀态方程
第6章 大氣靜力學
6.1 大氣靜力學方程
6.2 模式大氣
※本章要點：大氣靜力學方程的含義
第7章 大氣熱力過程
7.1 氣塊模型
7.2 熱力學第一定律的氣象學應用
7.3 幹絕熱過程
7.4 位溫
7.5 擡升凝結高度
7.6 濕絕熱過程
7.7 相當位溫
7.8 熱力學圖解的結構
7.9 熱力學圖解的應用
7.10 焚風
7.11 等壓冷卻過程
7.12 絕熱混合過程
※本章要點：大氣中的絕熱過程，及利用熱力學圖解分析大氣熱力狀态
第8章 大氣靜力穩定度
8.1 靜力穩定度判據
8.2 條件性不穩定
8.3 靜力穩定度的變化
※本章要點：大氣穩定度的多種判斷方式
第9章 輻射基礎知識
9.1 電磁波譜
9.2 基本輻射量
9.3 黑體輻射基本性質
※本章要點：基本輻射規律
第10章 輻射與大氣介質的相互作用
10.1 單個球形粒子Mie散射
10.2 粒子群Mie散射
10.3 Rayleigh散射
10.4 吸收光譜
10.5 大氣吸收
※本章要點：不同散射形式的區别及對太陽輻射的影響
第11章 地氣系統輻射平衡
11.1 太陽常數與日射
11.2 行星反照率
11.3 大氣保溫效應
11.4 地氣系統輻射平衡
※本章要點：大氣保溫效應，及不同下墊面的輻射效應
（二）教材與主要參考書
教材：盛裴軒. 大氣物理學. 第二版. 北京：北京大學出版社，2013年
教學大綱說明
一、教學目的、課程性質及教學任務與其他課程的關系，所需先修課程。
本課程主要講述：大氣中各種氣體成分的性質、各種氣象要素的定義與計算、大氣的垂直分層；大氣靜力學；大氣熱力學的基本概念和基本定律、各種熱力過程和溫濕參量；大氣層結穩定度；輻射的基本概念和基本定律、太陽短波輻射在大氣中的傳輸、地球長波輻射在大氣中的傳輸；大氣光學現象；雲降水物理基礎等大氣學科的基礎知識。
該課程中涉及大量高等數學及大學物理知識，因此，需先修高等數學及大學物理課程。
二、教學要求及選編教材的依據。
總的教學要求是：
本課程的目标在于通過本課程的學習，能夠使學生理解和掌握大氣物理學的基本概念和原理，能運用相關理論讨論氣象要素的基本特征、大氣結構特點以及常見大氣成分的源彙和作用，能夠分析大氣中的基礎熱過程、輻射過程和光學現象等，為今後的高級專業課程打下堅實的理論基礎。
選用教材依據：
盛裴軒等編寫的大氣物理學包含了大氣物理學各分支學科的主要内容，為适應學科發展和全球極端天氣頻繁出現對雷電等災害的研究，書中均進行了補充。本教材圖文詳實，對物理過程描述詳盡，被評為“九五”教育部重點教材。
三、教學環節和教學方法。
本課程是一門專業必修課，主要采用案例教學、探究式教學、傳統授課等教學方法。利用課堂教學使學生了解基本的專業詞彙，理解課程中主要知識點并掌握知識脈絡；利用案例教學使學生了解大氣穩定度的不同條件下選用不同的判斷方法，并結合實際繪圖，了解不同溫壓垂直變化條件下的大氣狀态。
四、改革思路和說明。
1.充分利用網絡資源，在知識點的學過程中加入線上線下相結合的模式，提高學生的學習效率。
2.設置多種課程活動安排，靈活知識點的學習形式，為不同學習能力的學生提供更多學習形式的選擇。
3.學練相結合，利用網絡平台，增加學生的練習機會，提高學生的認識和理解深度。
