环境气象学Environmental meteorology课程基本信息课程编号：02021638课程总学时：32实验学时：8学时课程性质：选修课程属性：专业类开设学期：第5学期课程负责人：林迪课程团队：林迪、孔玉华、魏授课语言：中文琳适用专业：环境气象学：环境工程、环境科学对先修的要求：高等数学、大学物理对后续的支撑：大气污染控制工程、生态环境工程主撰人：林迪审核人：杨建涛大纲制定（修订）日期：2023.06一、课程的教学理念、性质、目标和任务《环境气象学》是高等学校重要必修课之一，是研究地球大气各种物理过程和物理状态及其变化的一门科学，是大气科学的一个分支，在漫长的历史发展进程中，形成了独立完整的科学体系。气象被各个行业广泛应用，与人类活动息息相关，为社会文明、国民经济发展和国防建设发挥了巨大的作用。通过本课程的学习，使学生较好地掌握气象学的研究对象和任务，并在一定程度上掌握利用气象学知识认识问题、解决问题：对气象学的构成要素，如辐射、温度、水分和气压等有所了解，并能运用该因素解释环境中出现的一些自然现象。该课程的任务是使学生掌握气象学各基本要素（辐射、温度、水分和气压等）的概念、特征及变化规律，基本掌握天气学基础知识和气象灾害及防御对策的课程内容，增强运用理论知识解释自然气象现象的理论基础，为进一步后续相关课程打下必要的基础。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑支撑毕业要求指序号毕业要求课程目标标点目标1：课程目标着重培养学生的人文素养，牢固树立正确的法指标点8律观、人生观、价值观，坚定追求卓越的信念，具有良好的职81业道德、强烈的爱国、敬业精神、社会责任感、公共精神和丰富的人文科学素养。2目标2：使学生具备理解环境保护和可持续发展的内涵和意义。指标点77目标3：能够应用自然科学和工程科学的基本原理，识别、判断、3指标点22定性定量分析复杂环境问题的影响因素的过程274
274 环境气象学 Environmental meteorology 课程基本信息 课程编号：02021638 课程总学时：32 实验学时： 8 学时 课程性质：选修 课程属性:专业类 开设学期：第 5 学期 课程负责人：林迪 课程团队：林迪、孔玉华、魏 琳 授课语言：中文 适用专业：环境气象学：环境工程、环境科学 对先修的要求：高等数学、大学物理 对后续的支撑：大气污染控制工程、生态环境工程 主撰人：林迪 审核人：杨建涛 大纲制定（修订）日期：2023.06 一、课程的教学理念、性质、目标和任务 《环境气象学》是高等学校重要必修课之一，是研究地球大气各种物理过程和物理状态及其 变化的一门科学，是大气科学的一个分支，在漫长的历史发展进程中，形成了独立完整的科学体 系。气象被各个行业广泛应用，与人类活动息息相关，为社会文明、国民经济发展和国防建设发 挥了巨大的作用。 通过本课程的学习，使学生较好地掌握气象学的研究对象和任务，并在一定程度上掌握利用 气象学知识认识问题、解决问题；对气象学的构成要素，如辐射、温度、水分和气压等有所了解， 并能运用该因素解释环境中出现的一些自然现象。 该课程的任务是使学生掌握气象学各基本要素（辐射、温度、水分和气压等）的概念、特征及变 化规律，基本掌握天气学基础知识和气象灾害及防御对策的课程内容，增强运用理论知识解释自 然气象现象的理论基础，为进一步后续相关课程打下必要的基础。 二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑 序号 课程目标 支撑毕业要求指 标点 毕业要求 1 目标 1：课程目标着重培养学生的人文素养，牢固树立正确的法 律观、人生观、价值观，坚定追求卓越的信念，具有良好的职 业道德、强烈的爱国、敬业精神、社会责任感、公共精神和丰 富的人文科学素养。 指标点 8 8 2 目标 2：使学生具备理解环境保护和可持续发展的内涵和意义。 指标点 7 7 3 目标 3：能够应用自然科学和工程科学的基本原理，识别、判断、 定性定量分析复杂环境问题的影响因素的过程 指标点 2 2
三、教学内容及进度安排支撑学生学习课内序号教学内容教学方式预期成果学时课程目标教学目标：使学生了解环境气象是气象学的一个重要分支，是环境科学的基础学科之一，了解气象与环境保护的关系，识记：环境气象学概环境气象学的研究对象和任念，环境与气象的关务。首堂课的学习中要使学生系。明确本课程的目的和学习方领会：了解环境气象法。课堂讲授与线上教学学及其学科地位，环相结合，通过线上线教学重点和难点：重点介绍气境保护与气象条件象和环境气象的概念，环境气下测试和讨论，促进的关系，环境气象学师生之间、学生之间目标1，21象条件，以及本课程的目的，2的研究对象与任务，内容和方法，使学生明白为什的交流互动、资源共环境气象学的产生么要学环境气象，学什么内享及时反馈教学信与发展，中国环境气息。容，解决什么问题，如何学习。象学的进展与成绩，环境气象学的社会主要教学内容及要求：环境气需求与发展趋势。象的定义，环境气象的基本任务，环境气象的发展简史，环境气象的研究方法，主要内容和学习方法。教学目标：气象学是为研究大气构造，特性及其中所发生的物理过程和现象的科学，必须对大气的组成，垂直结构，重要的物理性状等有所了解。目识记：大气的垂直结课堂讲授与线上教学的是为以后各章打下基础。构及各层特点相结合，通过线上线教学重点和难点：重点学习大领会：大气与环境的下测试和讨论，促进气组成成分，大气的垂直结构2关系2师生之间、学生之间目标1，2及各层特点，大气与环境的关综合应用：大气成分的交流互动、资源共系，使学生将气象知识与环境享及时反馈教学信和结构于环境保护污染建立联系。的关系。息。主要教学内容及要求：通过讲授，使学生了解大气的组成和大气成分应用知识，掌握大气与环境的关系，熟练掌握大气的垂直结构及各层特点。教学目标：了解辐射地一般知识记：辐射，太阳辐课堂讲授与线上教学3目标1，2射，地面有效辐射，相结合，通过线上线识，掌握辐射地基本定律，变275
275 三、教学内容及进度安排 序号 教学内容 学生学习 预期成果 课内 学时 教学方式 支撑 课程目标 1 教学目标：使学生了解环境气 象是气象学的一个重要分支， 是环境科学的基础学科之一， 了解气象与环境保护的关系， 环境气象学的研究对象和任 务。首堂课的学习中要使学生 明确本课程的目的和学习方 法。 教学重点和难点：重点介绍气 象和环境气象的概念，环境气 象条件，以及本课程的目的， 内容和方法，使学生明白为什 么要学环境气象，学什么内 容，解决什么问题，如何学习。 主要教学内容及要求：环境气 象的定义，环境气象的基本任 务，环境气象的发展简史，环 境气象的研究方法，主要内容 和学习方法。 识记：环境气象学概 念，环境与气象的关 系。 领会：了解环境气象 学及其学科地位，环 境保护与气象条件 的关系，环境气象学 的研究对象与任务， 环境气象学的产生 与发展，中国环境气 象学的进展与成绩， 环境气象学的社会 需求与发展趋势。 2 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2 2 教学目标：气象学是为研究大 气构造，特性及其中所发生的 物理过程和现象的科学，必须 对大气的组成，垂直结构，重 要的物理性状等有所了解。目 的是为以后各章打下基础。 教学重点和难点：重点学习大 气组成成分，大气的垂直结构 及各层特点，大气与环境的关 系，使学生将气象知识与环境 污染建立联系。 主要教学内容及要求：通过讲 授，使学生了解大气的组成和 大气成分应用知识，掌握大气 与环境的关系，熟练掌握大气 的垂直结构及各层特点。 识记：大气的垂直结 构及各层特点 领会：大气与环境的 关系 综合应用：大气成分 和结构于环境保护 的关系。 2 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2 3 教学目标：了解辐射地一般知 识，掌握辐射地基本定律，变 识记：辐射，太阳辐 射，地面有效辐射， 4 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 目标 1，2
净辐射的概念下测试和讨论，促进化规律，它们相互间的关系，以及太阳辐射的生物学意义。领会：各种辐射之间师生之间、学生之间教学重点和难点：本章难点较的关系和联系的交流互动、资源共多，在学时少的情况下尽量深综合应用：不同辐射享及时反馈教学信息。入浅出把星体辐射所遵循的之间相互转化以及太阳辐射的生物学基本定律，任意时刻的太阳高意义。度及方位角的计算，蕾莱散射定律，水平面上的太阳直达辐射总量的计算，植物的光周期现象及其与植物的关系、太阳能的利用率及其提高途径等作难点处理。主要教学内容及要求：通过讲授，使学生了解辐射地一般知识，辐射地基本定律，变化规律，它们相互间的关系，以及太阳辐射的生物学意义。掌握光谱成分、光照时间和光照强度与作物生产的关系。熟练掌握到达下垫面的太阳辐射，下垫面对太阳辐射选择性吸收、反射和透射，地球辐射与辐射平衡等基础知识。教学目标：了解地表面热量平识记：土壤三大热特衡方程及其各项的意义。理解性，土壤中温度的传递规律，热量的主要土壤，水份，大气的温度分布特点以及地面温度，空气温交换方式度，水体温度的变化特点。掌领会：热量在大气、土壤和水层中是如握地面最高温度出现时间与何传递及其传递规课堂讲授与线上教学太阳辐射强度的关系，积温的用途和计算以及应注意的问律；土壤，水份，大相结合，通过线上线题。气的温度分布特点下测试和讨论，促进4教学重点和难点：土壤的导热以及地面温度，空气4师生之间、学生之间目标1，2温度，水体温度的变率和导温率，土壤中温度的传的交流互动、资源共递规律，气温的绝热变化，大化特点。享及时反馈教学信息。气稳定度，积温在农业应用应应用：热量在农业中注意的问题。的意义主要教学内容及要求：了解热综合：积温在农业应量交换方式，地表面热量平衡用中的意义及其应方程及其各项的意义。掌握土注意的问题；地面最壤，水份，大气的温度分布特高温度出现时间与点以及地面温度，空气温度，太阳辐射强度的关276
276 化规律，它们相互间的关系， 以及太阳辐射的生物学意义。 教学重点和难点：本章难点较 多，在学时少的情况下尽量深 入浅出把星体辐射所遵循的 基本定律，任意时刻的太阳高 度及方位角的计算，蕾莱散射 定律，水平面上的太阳直达辐 射总量的计算，植物的光周期 现象及其与植物的关系、太阳 能的利用率及其提高途径等 作难点处理。 主要教学内容及要求：通过讲 授，使学生了解辐射地一般知 识，辐射地基本定律，变化规 律，它们相互间的关系，以及 太阳辐射的生物学意义。掌握 光谱成分、光照时间和光照强 度与作物生产的关系。熟练掌 握到达下垫面的太阳辐射，下 垫面对太阳辐射选择性吸收、 反射和透射，地球辐射与辐射 平衡等基础知识。 净辐射的概念 领会：各种辐射之间 的关系和联系 综合应用：不同辐射 之间相互转化以及 太阳辐射的生物学 意义。 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 4 教学目标：了解地表面热量平 衡方程及其各项的意义。理解 土壤，水份，大气的温度分布 特点以及地面温度，空气温 度，水体温度的变化特点。掌 握地面最高温度出现时间与 太阳辐射强度的关系，积温的 用途和计算以及应注意的问 题。 教学重点和难点：土壤的导热 率和导温率，土壤中温度的传 递规律，气温的绝热变化，大 气稳定度，积温在农业应用应 注意的问题。 主要教学内容及要求：了解热 量交换方式，地表面热量平衡 方程及其各项的意义。掌握土 壤，水份，大气的温度分布特 点以及地面温度，空气温度， 识记：土壤三大热特 性，土壤中温度的传 递规律，热量的主要 交换方式 领会：热量在大气、 土壤和水层中是如 何传递及其传递规 律；土壤，水份，大 气的温度分布特点 以及地面温度，空气 温度，水体温度的变 化特点。 应用：热量在农业中 的意义 综合：积温在农业应 用中的意义及其应 注意的问题；地面最 高温度出现时间与 太阳辐射强度的关 4 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2
水体温度的变化特点。熟练掌系，积温的用途和计握地面最高温度出现时间与算以及应注意的问题。太阳辐射强度的关系，积温的用途和计算以及应注意的问题。识记：主要的概念如露点温度、相对湿教学目标：介绍水面蒸发与农度、植物蒸腾、农田业蒸发的计算公式及农田蒸蒸散、降水量、水分发的变化规律，了解土壤，植临界期等物，大汽间水份传输及影响因领会：土壤蒸发的主子，了解大气中地水汽凝结及要阶段及其特点：空各类云的特点。掌握绝对及相气湿度的几种表示对湿度的日变与年变。方法：降雨的主要种课堂讲授与线上教学教学重点和难点：用分子运动类及其发生地点特相结合，通过线上线论分析纯水面上的饱和水汽征：人工影响云雨的下测试和讨论，促进压与温度的关系，讨论估算水基本原理及具体措5师生之间、学生之间目标1，24施；水汽凝结的具体面蒸发的小气候方法。的交流互动、资源共条件。主要教学内容及要求：介绍水享及时反馈教学信面蒸发与农业蒸发的计算公应用：大气中水分变息。式及农田蒸发的变化规律，了化与土壤水分变化的相互关系。解土壤，植物，大汽间水份传输及影响因子，理解水份与农综合：根据水分循环业生产的关系。掌握大气中地特点如何采取有效水汽凝结及各类云的特点。绝措施来改善某一地对及相对湿度的日变与年变。区的千旱气候及如何解决农业缺水问题。识记：基本概念气教学目标：空气运动分水平和垂直运动两部分，重点掌握空压、等压面、等压线、气中的水平运动和垂直运动。高压、低压、低压槽、了解亚洲季风的形成。高压脊：不同风种类课堂讲授与线上教学和特点。相结合，通过线上线教学重点和难点：风与气压的下测试和讨论，促进关系：三圈环流的形成及对我领会：作用于运动空6国天气的影响。目标1，2气的里有哪些？特2师生之间、学生之间主要教学内容及要求：通过本定条件下空气所受的交流互动、资源共章讲授，学生应了解气压、风各种里的大小如何享及时反馈教学信息。对农业的影响，熟练掌握气压计算？三圈环流模与风的关系，风形成的直接原型中全球气压带和因。四个力的形成原因与分别风带的分布特征：积作用。掌握风压定律的应用、分形成的原因：积分277
277 水体温度的变化特点。熟练掌 握地面最高温度出现时间与 太阳辐射强度的关系，积温的 用途和计算以及应注意的问 题。 系，积温的用途和计 算以及应注意的问 题。 5 教学目标：介绍水面蒸发与农 业蒸发的计算公式及农田蒸 发的变化规律，了解土壤，植 物，大汽间水份传输及影响因 子，了解大气中地水汽凝结及 各类云的特点。掌握绝对及相 对湿度的日变与年变。 教学重点和难点：用分子运动 论分析纯水面上的饱和水汽 压与温度的关系，讨论估算水 面蒸发的小气候方法。 主要教学内容及要求：介绍水 面蒸发与农业蒸发的计算公 式及农田蒸发的变化规律，了 解土壤，植物，大汽间水份传 输及影响因子，理解水份与农 业生产的关系。掌握大气中地 水汽凝结及各类云的特点。绝 对及相对湿度的日变与年变。 识记：主要的概念如 露点温度、相对湿 度、植物蒸腾、农田 蒸散、降水量、水分 临界期等 领会：土壤蒸发的主 要阶段及其特点；空 气湿度的几种表示 方法；降雨的主要种 类及其发生地点特 征；人工影响云雨的 基本原理及具体措 施；水汽凝结的具体 条件。 应用：大气中水分变 化与土壤水分变化 的相互关系。 综合：根据水分循环 特点如何采取有效 措施来改善某一地 区的干旱气候及如 何解决农业缺水问 题。 4 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2 6 教学目标：空气运动分水平和 垂直运动两部分，重点掌握空 气中的水平运动和垂直运动。 了解亚洲季风的形成。 教学重点和难点：风与气压的 关系；三圈环流的形成及对我 国天气的影响。 主要教学内容及要求：通过本 章讲授，学生应了解气压、风 对农业的影响，熟练掌握气压 与风的关系，风形成的直接原 因。四个力的形成原因与分别 作用。掌握风压定律的应用、 识记：基本概念气 压、等压面、等压线、 高压、低压、低压槽、 高压脊；不同风种类 和特点。 领会：作用于运动空 气的里有哪些？特 定条件下空气所受 各种里的大小如何 计算？三圈环流模 型中全球气压带和 风带的分布特征；积 分形成的原因；积分 2 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2
三圈环流的形成、地方性风的和海陆风的异同。形成与应用。应用：了解亚洲季风形成的原因。综合：不同风类型及气压变化对农业生产产生的影响及如何有效避免其造成的不良影响。识记：基本概念天气系统、气团、低气压、教学目标：了解在一定地区和一定时间内各种气象要素的气旋、高气压、反气综合变化，以及根据它的变化旋、锋面、切变线等规律来预报未来天气的方法。领会：气团的主要类同时又为学习以后各章打好型其特点：我国冬夏基础。两季各受什么气团教学重点和难点：本章着重突影响，有何对应天气出各种天气的含义及它们的特点：峰、冷锋、暖天气特征。要将等压面的关键锋、静止锋、副高、课堂讲授与线上教学讲清楚，并对一些气压系统用蒙古高压、热低压、相结合，通过线上线各种手法形象化说明。难点是切变线的特点及其下测试和讨论，促进锋面及锋面天气。对应的天气表现。72目标1，2师生之间、学生之间主要教学内容及要求：使学生应用：解在一定地区的交流互动、资源共在学习了气象学及农业气象和一定时间内各种享及时反馈教学信学的基础原理之后，进一步学气象要素的综合变息。习了解在一定地区和一定时化，以及根据它的变间内各种气象要素的综合变化规律来预报未来化，以及根据它的变化规律来天气的方法，以便能在今后的工作中听预报未来天气的方法，以便能懂天气形势预报广在今后的工作中听懂天气形播。势预报广播，更好地指导农业生产。熟练掌握气团和锋的特综合：综合气象学的点及相应的天气。基础原理，懂得如何根据天气形势更好地指导农业生产。教学目标：了解灾害性天气的识记：主要的农业灾发生规律，危害机制及预测和害类型概念和特征：课堂讲授与线上教学预防方法。寒潮、霜冻、干旱、相结合，通过线上线下测试和讨论，促进教学重点和难点：水分异常、热害、冰苞和台风。8目标1，2温度异常、气流异常、光照异领会：为什么在全球2师生之间、学生之间常等引起的气象灾害：几种灾变暖的背景下，我国的交流互动、资源共害性天气的机理、危害及御防农业生产上的低温享及时反馈教学信息。措施。灾害仍然频繁发主要教学内容及要求：通过教生？且极端气候频278
278 三圈环流的形成、地方性风的 形成与应用。 和海陆风的异同。 应用：了解亚洲季风 形成的原因。 综合：不同风类型及 气压变化对农业生 产产生的影响及如 何有效避免其造成 的不良影响。 7 教学目标：了解在一定地区和 一定时间内各种气象要素的 综合变化，以及根据它的变化 规律来预报未来天气的方法。 同时又为学习以后各章打好 基础。 教学重点和难点：本章着重突 出各种天气的含义及它们的 天气特征。要将等压面的关键 讲清楚，并对一些气压系统用 各种手法形象化说明。难点是 锋面及锋面天气。 主要教学内容及要求：使学生 在学习了气象学及农业气象 学的基础原理之后，进一步学 习了解在一定地区和一定时 间内各种气象要素的综合变 化，以及根据它的变化规律来 预报未来天气的方法，以便能 在今后的工作中听懂天气形 势预报广播，更好地指导农业 生产。熟练掌握气团和锋的特 点及相应的天气。 识记：基本概念天气 系统、气团、低气压、 气旋、高气压、反气 旋、锋面、切变线等 领会：气团的主要类 型其特点；我国冬夏 两季各受什么气团 影响，有何对应天气 特点；峰、冷锋、暖 锋、静止锋、副高、 蒙古高压、热低压、 切变线的特点及其 对应的天气表现。 应用：解在一定地区 和一定时间内各种 气象要素的综合变 化，以及根据它的变 化规律来预报未来 天气的方法，以便能 在今后的工作中听 懂天气形势预报广 播。 综合：综合气象学的 基础原理，懂得如何 根据天气形势更好 地指导农业生产。 2 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2 8 教学目标：了解灾害性天气的 发生规律，危害机制及预测和 预防方法。 教学重点和难点：水分异常、 温度异常、气流异常、光照异 常等引起的气象灾害；几种灾 害性天气的机理、危害及御防 措施。 主要教学内容及要求：通过教 识记：主要的农业灾 害类型概念和特征： 寒潮、霜冻、干旱、 热害、冰雹和台风。 领会：为什么在全球 变暖的背景下，我国 农业生产上的低温 灾 害 仍 然 频 繁 发 生？且极端气候频 2 课堂讲授与线上教学 相结合，通过线上线 下测试和讨论，促进 师生之间、学生之间 的交流互动、资源共 享及时反馈教学信 息。 目标 1，2