广东财经大学：文化旅游与地理学院《气象学与气候学》课程教学大纲

《气象学与气候学》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16116603 课程名称：气象学与气候学 英文名称：Meteorology and Climatology 课程类别：专业课 学 时：48学时（理论课36学时+实验12学时） 学分：3学分 适用对象：2018级自然地理学1、2班、2020级自然地理专升本1班 考核方式：考试（闭卷） 先修课程：地质学基础 二、课程简介 气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。课程系统地讲述了气象 学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。课程 内容主要包括大气结构、辐射、大气运动、大气降水、天气系统、天气过程、气候形 成因子、气候分类与区划、气候变化及其与人类活动的关系和实验。课程结合国内外 现代大气科学的最新发展成果，采用较多的图表、公式、权威最新数据阐明本课程的 基本原理、方法，略去繁琐的公式推导，突出基本定理、基本公式的物理意义及应用， 描述了当前最引人注目的天气、气候现象。 Meteorology and climatology is the basic course of natural geography specialty.The basic principles and basic concepts of meteorology,meteorology and climatology are systematically discussed in this course.The content of the course mainly includes the atmospheric structure,radiation,atmospheric motion,atmospheric precipitation,climate. weather system,the weather process,climatic formation factors,climate classification and regionalization,climate change and its relationship with human activities and experiments. Course combined with the latest development in moder atmospheric science achievements using more charts,formulas and the latest authority data,illustrate the course of the basic principles,methods.The course omitted the complicated formula derivation,highlighted the basic theorem,the physical meaning and application of the basic formula,and described the most remarkable weather and climate phenomenon. 三、课程性质与教学目的 本课程是自然地理的一个重要组成部分，是自然地理与城乡规划专业的一门专业 课，主要探讨辐射基本知识、大气热能和温度、大气动力学基础、水汽凝结物与降水

1 《气象学与气候学》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16116603 课程名称：气象学与气候学 英文名称：Meteorology and Climatology 课程类别：专业课 学 时：48 学时（理论课 36 学时+实验 12 学时） 学 分：3 学分 适用对象：2018 级自然地理学 1、2 班、2020 级自然地理专升本 1 班 考核方式：考试（闭卷） 先修课程：地质学基础 二、课程简介 气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。课程系统地讲述了气象 学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。课程 内容主要包括大气结构、辐射、大气运动、大气降水、天气系统、天气过程、气候形 成因子、气候分类与区划、气候变化及其与人类活动的关系和实验。课程结合国内外 现代大气科学的最新发展成果，采用较多的图表、公式、权威最新数据阐明本课程的 基本原理、方法，略去繁琐的公式推导，突出基本定理、基本公式的物理意义及应用， 描述了当前最引人注目的天气、气候现象。 Meteorology and climatology is the basic course of natural geography specialty. The basic principles and basic concepts of meteorology, meteorology and climatology are systematically discussed in this course. The content of the course mainly includes the atmospheric structure, radiation, atmospheric motion, atmospheric precipitation, climate, weather system, the weather process, climatic formation factors, climate classification and regionalization, climate change and its relationship with human activities and experiments. Course combined with the latest development in modern atmospheric science achievements, using more charts, formulas and the latest authority data, illustrate the course of the basic principles, methods. The course omitted the complicated formula derivation, highlighted the basic theorem, the physical meaning and application of the basic formula, and described the most remarkable weather and climate phenomenon. 三、课程性质与教学目的 本课程是自然地理的一个重要组成部分，是自然地理与城乡规划专业的一门专业 课，主要探讨辐射基本知识、大气热能和温度、大气动力学基础、水汽凝结物与降水

天气系统、天气过程、气候的形成及影响因素、人类对气候的影响及造成的环境问题。 通过本课程的学习，使自然地理与城乡规划管理专业的本科学生系统地掌握气 象、天气、气候等基本知识和基本理论以及有关观测的技能和方法，主要包括太阳、 地面和大气的辐射，降水形成机制，地转风和梯度风，大气环流。天气系统，天气过 程，气候形成因子，气候分类与区划，气候变化等方面的一系列的基本原理，科学深 入地认识天气、气候的形成原理；了解人类对天气和气候的影响和改造的基本原理， 为后续的专业课学习打下坚实的基础，使学生能胜任未来的工作需要。同时培养学生 求真务实、科学探索、勤奋、钻研、一丝不荀，实事求是，勇于奉献的科学精神和爱 国主义情怀，成为有担当的新时代青年。 四、教学内容及要求 第一章绪论 (一)目的与要求 1.要求学生了解气象学与气候学研究的研究对象和学科体系 2.要求学生 气候学的研 研究方法和研究特点。 3.要求学生掌握天气、气候和气候系统的内涵 (二)教学内容 第一节气象学与气候学的研究对象和分科 】主要内容 气象学与气候学的研究对象是大气圈，即研究大气圈及其与水圈、冰雪圈 岩石圈和生物圈之间的相互关系。其主要分支学科包括：大气探测学、大气物理学 大气化学、天气学、气候学、动力气象学、大气环境学、灾害气象学、应用气象学和 全球变化学。 2基木概今和知识占 地球科学、大气科学和气象学与气候学的内涵、研究对象和研究内容。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升对气象学与气候学及其相关学科的认识。 第二节大气、天气、气候和气候系统的概念 1.主要内容 大气层中各种尺度的天气系统的产生、发展、消亡和移动成为全球气候的 基础，各种天气现象造福人类在造福人类的同时，天气系统通过圈层间的相互作用， 也带来一系列灾害。举例不同年份气象灾害带来的损失，在气象灾害来临时，政府第 时间做出快速响应，抢救人民的生命和财产 安全，增强学生的爱国热情和民族自信 激发学生学好气象气候相关理论知识以将来服务于社会的热情。 2.基本概念和知识点 大气、天气、气候和气候系统的概念：气候系统中大气圈、水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间的相互作用

2 天气系统、天气过程、气候的形成及影响因素、人类对气候的影响及造成的环境问题。 通过本课程的学习，使自然地理与城乡规划管理专业的本科学生系统地掌握气 象、天气、气候等基本知识和基本理论以及有关观测的技能和方法，主要包括太阳、 地面和大气的辐射，降水形成机制，地转风和梯度风，大气环流。天气系统，天气过 程，气候形成因子，气候分类与区划，气候变化等方面的一系列的基本原理，科学深 入地认识天气、气候的形成原理；了解人类对天气和气候的影响和改造的基本原理， 为后续的专业课学习打下坚实的基础，使学生能胜任未来的工作需要。同时培养学生 求真务实、科学探索、勤奋、钻研、一丝不苟，实事求是，勇于奉献的科学精神和爱 国主义情怀，成为有担当的新时代青年。 四、教学内容及要求 第一章 绪 论 （一）目的与要求 1. 要求学生了解气象学与气候学研究的研究对象和学科体系。 2. 要求学生熟悉气象学与气候学的研究内容、研究方法和研究特点。 3. 要求学生掌握天气、气候和气候系统的内涵。 （二）教学内容 第一节 气象学与气候学的研究对象和分科 1. 主要内容 气象学与气候学的研究对象是大气圈，即研究大气圈及其与水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间的相互关系。其主要分支学科包括：大气探测学、大气物理学、 大气化学、天气学、气候学、动力气象学、大气环境学、灾害气象学、应用气象学和 全球变化学。 2. 基本概念和知识点 地球科学、大气科学和气象学与气候学的内涵、研究对象和研究内容。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升对气象学与气候学及其相关学科的认识。 第二节 大气、天气、气候和气候系统的概念 1. 主要内容 大气层中各种尺度的天气系统的产生、发展、消亡和移动成为全球气候的 基础，各种天气现象造福人类在造福人类的同时，天气系统通过圈层间的相互作用， 也带来一系列灾害。举例不同年份气象灾害带来的损失，在气象灾害来临时，政府第 一时间做出快速响应，抢救人民的生命和财产安全，增强学生的爱国热情和民族自信， 激发学生学好气象气候相关理论知识以将来服务于社会的热情。 2. 基本概念和知识点 大气、天气、气候和气候系统的概念；气候系统中大气圈、水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间的相互作用

3.问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，使学生对身边天气和气候的有更进一步的认识，可以从 专业的角度分析日常的天气和气候变化，提升学生学习专业的兴趣。 第三节气象学与气候学的研究方法及发展简史 1.主要内容 气象学与气候学的研究方法主要包括气象观测、天气与气候分析、天气与气候 的数值模拟。气象学与气候学经历了从定性和知识积累一定量观测和研究-大气科学 基础理论的创立和天气图分析预报一数值天气分析预报和大气遥感技术综合应用等 四个发展阶段。通过对我国近代地理学和气象学奠基人 竺可桢的介绍，让学生深 刻感受名人的爱国报国情怀和一丝 简、科学求真的 竺可桢精神” 激发学生奋发 向上，勤奋钻研，求真务实的科学精神。培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新 时代有为青年。 2.基本概念和知识点 天气气候图分析、四维分析、统计分析、诊断分析的内涵和气象学与气候学的 发展阶段。 3问颗与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对气象学与气候学研究方法和发展阶段的认识。在讲 述我国气象学与气候学发展简史的时，在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越 贡献的同时，也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人 原则和“博学之，审问之，慎之，明辨之，笃行之”的处世原则，鼓励学生学习匠人 精神。 (三)思考与实践 气象学与气候学有哪些分支学科 2.气候系统内容各圈层是如何相互作用的？ 3.气象学与气候学的发展历程主要有哪几个阶段？ (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段 第二章大气的成分、状态与结构 (一)目的与要求： 1.要求学生了解和熟悉大气的主要组成及特性。 2.要求学生掌握大气的垂直结构。 (二)教学内容 第一节大气的组成 1主要内容 大气成分的分类主要包括干洁大气、水汽和气溶胶质粒。其中干洁大气中氮和 3

3 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，使学生对身边天气和气候的有更进一步的认识，可以从 专业的角度分析日常的天气和气候变化，提升学生学习专业的兴趣。 第三节 气象学与气候学的研究方法及发展简史 1. 主要内容 气象学与气候学的研究方法主要包括气象观测、天气与气候分析、天气与气候 的数值模拟。气象学与气候学经历了从定性和知识积累---定量观测和研究---大气科学 基础理论的创立和天气图分析预报---数值天气分析预报和大气遥感技术综合应用等 四个发展阶段。通过对我国近代地理学和气象学奠基人——竺可桢的介绍，让学生深 刻感受名人的爱国报国情怀和一丝不苟、科学求真的“竺可桢精神”。激发学生奋发 向上，勤奋钻研，求真务实的科学精神。培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新 时代有为青年。 2. 基本概念和知识点 天气气候图分析、四维分析、统计分析、诊断分析的内涵和气象学与气候学的 发展阶段。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对气象学与气候学研究方法和发展阶段的认识。在讲 述我国气象学与气候学发展简史的时，在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越 贡献的同时，也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人 原则和“博学之，审问之，慎之，明辨之，笃行之”的处世原则，鼓励学生学习匠人 精神。 （三）思考与实践 1. 气象学与气候学有哪些分支学科？ 2. 气候系统内容各圈层是如何相互作用的？ 3. 气象学与气候学的发展历程主要有哪几个阶段？ （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第二章 大气的成分、状态与结构 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解和熟悉大气的主要组成及特性。 2. 要求学生掌握大气的垂直结构。 （二）教学内容 第一节大气的组成 1. 主要内容 大气成分的分类主要包括干洁大气、水汽和气溶胶质粒。其中干洁大气中氮和

氧约占99%，而含量少的二氧化碳和臭氧对大气成分及质量影响较大。水汽含量影响 空气湿度的大小，从而影响成云至雨。而气溶胶粒子含量的多少会对空气质量乃至人 体健康产生较大的影响。大气成分的微小变化的累积效应可能会对大气环境质量产生 较为深刻的影响，通过列举实例，培养学生观察、详细、思考和推理等方面的思维。 2.基本概念和知识点 干洁大气、水汽压、饱和水汽压、相对湿度、绝对湿度、露点温度、大气气溶 胶的内涵及其特性。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节的 ,提升学生对大气成分的认识，从专业的角度分析空气湿度变 化、水汽压变化、大气环境质量变化，激发学生的学习兴趣、专业素养和专业认同感。 第二节大气的垂直结构 主要内容 根据大气温度垂直分布和大气垂直运动的特征，大气分为对流层、平流层、中 间层、热层和散逸层：按气体的电离状况与受地磁作用，大气分为中性层、电离层和 磁层：按大气垂直分布的特点，大气分为均质层和非均质层。 2某木概念和知识点 对流层 、平流层、中间层、热层、散逸层、中性层、电离层、磁层、均质层和 非均质层的概念及特征 3.问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气垂直分层的更深入的了解，扩展了中学所学 的基础知识。阐述大气不同层的特征，介绍与大气圈相关的我国航天事业的飞速发展， 激发学生的求知欲和爱国主义情怀。 (三)思考与实践 1.按照热力结构大气可分为哪几层？ 2.对流层有哪些主要的特征 3.平流层的主要特征是什么？ 4.按电磁特性大气可分为哪几层？各层的特征是什么？ (四)教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段： 第三章大气的热能和温度 (一)目的与要求： 要求学生了解辐射的基础知识，熟悉太阳辐射和地气系统的长波辐射，了 解辐射差额 2.要求学生掌握大气的增温和冷却。 3.要求学生熟悉空气温度和日照的观测的一般步骤。 (二)教学内容 4

4 氧约占 99%，而含量少的二氧化碳和臭氧对大气成分及质量影响较大。水汽含量影响 空气湿度的大小，从而影响成云至雨。而气溶胶粒子含量的多少会对空气质量乃至人 体健康产生较大的影响。大气成分的微小变化的累积效应可能会对大气环境质量产生 较为深刻的影响，通过列举实例，培养学生观察、详细、思考和推理等方面的思维。 2. 基本概念和知识点 干洁大气、水汽压、饱和水汽压、相对湿度、绝对湿度、露点温度、大气气溶 胶的内涵及其特性。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气成分的认识，从专业的角度分析空气湿度变 化、水汽压变化、大气环境质量变化，激发学生的学习兴趣、专业素养和专业认同感。 第二节大气的垂直结构 1. 主要内容 根据大气温度垂直分布和大气垂直运动的特征，大气分为对流层、平流层、中 间层、热层和散逸层；按气体的电离状况与受地磁作用，大气分为中性层、电离层和 磁层；按大气垂直分布的特点，大气分为均质层和非均质层。 2. 基本概念和知识点 对流层、平流层、中间层、热层、散逸层、中性层、电离层、磁层、均质层和 非均质层的概念及特征。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，提升学生对大气垂直分层的更深入的了解，扩展了中学所学 的基础知识。阐述大气不同层的特征，介绍与大气圈相关的我国航天事业的飞速发展， 激发学生的求知欲和爱国主义情怀。 （三）思考与实践 1. 按照热力结构大气可分为哪几层？ 2. 对流层有哪些主要的特征？ 3. 平流层的主要特征是什么？ 4. 按电磁特性大气可分为哪几层？各层的特征是什么？ （四）教学方法与手段 课堂讲授为主、辅之以提问学生，进行互动教学。采用多媒体教学手段。 第三章 大气的热能和温度 （一）目的与要求： 1. 要求学生了解辐射的基础知识，熟悉太阳辐射和地-气系统的长波辐射，了 解辐射差额。 2. 要求学生掌握大气的增温和冷却。 3. 要求学生熟悉空气温度和日照的观测的一般步骤。 （二）教学内容

第一节辐射的基础知识 1.主要内容 辐射具有波粒二象性，在电磁波谱中，可见光是非常重要的。物体对辐射一部 分被吸收，一部分被反射，一部分被透射，不同的地表对太阳辐射的反射率明显 不同。洗择吸收定律 黑体辐射定律为热辐射的基本定律，利用这些定律可以分 析解释自然界中的辐射现象 2.基本概念和知识点 辐射、电磁波谱、辐射通量密度、辐射强度、辐射光谱、光通量、光照度、吸 收、反射、透射的内涵和热辐射基本定律。 3.问题与应用（能力要求） 通过本节学习，学生对有关辐射的一些基本概念有了一定的理解，并可以利用 热辐射定律解释一系列自然现象，提高学生的学习兴趣和专业素养，提升学生的专业 认同感。 第二节太阳辐射 主要内容 大气对太阳辐射通过吸收、散射和反射减弱到达地面的太阳辐射。影响到达地 面的太阳的因素有太阳高度角和大气透明度，且到达地面的太阳直接、散射辐射 和总辐射有明显的时空分布特征。 2.基本概念和知识点 太阳常数、太阳辐射光谱、分子散射、气溶胶颗粒散射、阳伞效应、直接辐射、 散射辐射、总辐射的内涵及其对地面和大气温度的影响。 3问题与应用（能力要求 通过本节学习，提升了学生对太阳辐射的整体认知，培养学生多观察、多想 象、多思考等方面的能力，也让学生意识到研究太阳辐射需要刻苦钻研的态度和科学 的研究方法，树立科学精神。 第三节地气系统的长波辐射 主要内 地面吸收太阳辐射升温，再以辐射的形式加热大气，大气获得热量后，也向外 放射长波辐射，地面与大气之间，以及气层与气层之间相互交换热量，导致地面 有效辐射具有明显的日变化和年变化。 2.基本概念和知识点 地面辐射、大气辐射、“大气窗口”、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射的 内涵及其影响。结合目前普遍关注的全球气候变暖的问题，鼓励学生从多角度思考和 推理，塑造学生的学术素养和专业伦理。 3问顾与应用（能力求） 通过本节学习，提高了学生对地气系统长波辐射的更进一步理解。 5

5 第一节 辐射的基础知识 1. 主要内容 辐射具有波粒二象性，在电磁波谱中，可见光是非常重要的。物体对辐射一部 分被吸收，一部分被反射，一部分被透射，不同的地表对太阳辐射的反射率明显 不同。选择吸收定律、黑体辐射定律为热辐射的基本定律，利用这些定律可以分 析解释自然界中的辐射现象。 2. 基本概念和知识点 辐射、电磁波谱、辐射通量密度、辐射强度、辐射光谱、光通量、光照度、吸 收、反射、透射的内涵和热辐射基本定律。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，学生对有关辐射的一些基本概念有了一定的理解，并可以利用 热辐射定律解释一系列自然现象，提高学生的学习兴趣和专业素养，提升学生的专业 认同感。 第二节 太阳辐射 1. 主要内容 大气对太阳辐射通过吸收、散射和反射减弱到达地面的太阳辐射。影响到达地 面的太阳的因素有太阳高度角和大气透明度，且到达地面的太阳直接、散射辐射 和总辐射有明显的时空分布特征。 2. 基本概念和知识点 太阳常数、太阳辐射光谱、分子散射、气溶胶颗粒散射、阳伞效应、直接辐射、 散射辐射、总辐射的内涵及其对地面和大气温度的影响。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提升了学生对太阳辐射的整体认知，培养学生多观察、多想 象、多思考等方面的能力，也让学生意识到研究太阳辐射需要刻苦钻研的态度和科学 的研究方法，树立科学精神。 第三节 地-气系统的长波辐射 1. 主要内容 地面吸收太阳辐射升温，再以辐射的形式加热大气，大气获得热量后，也向外 放射长波辐射，地面与大气之间，以及气层与气层之间相互交换热量，导致地面 有效辐射具有明显的日变化和年变化。 2. 基本概念和知识点 地面辐射、大气辐射、“大气窗口”、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射的 内涵及其影响。结合目前普遍关注的全球气候变暖的问题，鼓励学生从多角度思考和 推理，塑造学生的学术素养和专业伦理。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节学习，提高了学生对地-气系统长波辐射的更进一步理解