hi,小慕
微气象学基础
第11次开课
开课时间: 2025年02月18日 ~ 2025年07月10日
学时安排: 每周3学时
进行至第7周,共21周 已有 43 人参加
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课程评价(241)
spContent=微气象环境对人类活动及动植物的生长、发育、产量变化等具有密切影响。本课程主要阐述地表与近地层大气之间的能量、物质传输规律,及局地小范围、1天时间尺度内因下垫面状况改变而产生的光温湿风等气象要素的变化分布规律,如何定量分析和研究这些规律的方法等。通过本课程学习,使学员能将微气象学理论应用于国民经济建设的各个领域和生产活动各方面,趋利避害,围绕“三精四生”,服务于国家气象现代化建设目标,为国家“3060双碳计划”提供微气象观测理论与技术支撑,创建人与大自然和谐发展的美好生活环境。
微气象环境对人类活动及动植物的生长、发育、产量变化等具有密切影响。本课程主要阐述地表与近地层大气之间的能量、物质传输规律,及局地小范围、1天时间尺度内因下垫面状况改变而产生的光温湿风等气象要素的变化分布规律,如何定量分析和研究这些规律的方法等。通过本课程学习,使学员能将微气象学理论应用于国民经济建设的各个领域和生产活动各方面,趋利避害,围绕“三精四生”,服务于国家气象现代化建设目标,为国家“3060双碳计划”提供微气象观测理论与技术支撑,创建人与大自然和谐发展的美好生活环境。
—— 课程团队
课程概述

《微气象学基础》是南京信息工程大学江苏省及国家一流专业应用气象学的专业核心课程,微气象学是现代大气科学中的一个重要分支,它主要研究发生在大气边界层下层及其下部土壤-植被-大气作用层中的微尺度、小尺度或局地尺度的大气现象、过程与变化规律的学科。在地球底层大气中,地气之间具有显著的动量、质量及热量交换,其观测特征如温度、湿度、速度及密度随下垫面状况的变化具有较大的变异性,而对人类活动及生物的生存、发展产生直接影响的正是这些变化的特征,它们作为环境要素或资源成本直接影响着国民经济的产值和效率,在农业、林业、畜牧业以及交通物流、太阳能与风能资源开发利用、城市规划、环境保护、全球变化研究等方面的影响与应用尤为突出。本课程主要讲述内容包括有不同下垫面的辐射平衡与分析、土壤热量传输及温湿度变化、近地层的湍流交换及温湿风等要素的分布规律、地表与大气通量微气象观测方法理论基础、农林植被微气象、农业措施的微气候效应、城市微气象等等。在讲授理论知识同时,结合了具体的应用实例分析,便于学员将微气象学理论知识与生产实践结合起来,培养自己思考与分析问题能力,分析生产生活中微气象现象的形成原因,应用本课程的科学知识去分析和解决生产实际中问题,提高自己应用该课程科学知识的能力。

  本课程中数学公式较多,通过学习希望能提升学员如何将所学数理知识来解决大气科学专业领域中实际问题的能力。除应用气象学及大气科学专业学生外,本课程对生态、环境、农学、林学、地学等领域的学员也会颇有裨益,热忱欢迎五湖四海的各位学员积极参课学习与交流。


授课目标

  通过本课程的学习,使学员能系统掌握微气象学的基本理论、分析方法和应用技能,并将微气象学理论知识与生产实践相融合,提升在大气科学专业领域分析问题和解决问题的能力。

课程大纲

第一章 绪论

1.1微气象学的概念

1.2微气象学的特点

1.3微气象学的研究方法

第一章测验

作业1-1

第二章 下垫面的辐射收支

2.1 平衡裸露下垫面的辐射收支与能量平衡

2.2 下垫面上的总辐射

2.3 下垫面的反射率

2.4 下垫面的有效辐射

2.5 下垫面的净辐射

2.6.1 地形对太阳辐射的影响-坡地上的直接辐射

2.6.2 地形对太阳辐射的影响-地形对日照条件的影响

2.6.3 地形对太阳辐射的影响-坡地上的散射辐射

2.6.4 地形对太阳辐射的影响-坡地上的反射辐射和有效辐射

2.6.5 地形对太阳辐射的影响-坡地上的净辐射

作业2-1

单元测验

第三章 土壤热交换及温湿度状况

3.1.1 土壤的热力特性-1

3.1.2 土壤的热力特性-2

3.2.1 土壤热传导方程及温波方程

3.2.2 土壤导温率确定方法 -振幅法和位相法

3.2.3 土壤导温率确定方法 -近似积分法

3.3.1 土壤热通量的测定方法

3.3.2 土壤热通量的计算方法

3.4.1 土壤温度的变化-1

3.4.2 土壤温度的变化-2

单元测验

恒温层深度计算

第四章 近地层湍流交换基础

4.1.1 近地层及其特点

4.1.2 湍流的概念

4.1.3 湍流物理属性的平均

4.1.4 湍流脉动量的方差、标准差及相关

4.2.1 雷诺时均方程

4.2.2 湍流动能(TKE)收支方程

4.2.3 湍流输送的半经验理论

4.2.4 湍流运动方程组闭合

4.2.5 莫宁—奥布霍夫相似理论

4.3 近地层湍流通量的确定方法

4.4 大气湍流谱基础

第四章单元测验

通量计算

第五章 近地层中温湿风等气象要素的分布

5.1 近地层中气温的分布

5.2 近地层中湿度的分布

5.3 近地层中风的状况

单元测验

第六章 农林植被微气象

6.1.1 植物群体的几何结构

6.1.2 植株叶面积倾斜指数

6.1.3 植物群体消光系数和G函数

6.2 太阳辐射在植被中的传输

6.3 农田中的温度状况

6.4 农田蒸散与湿度状况

6.5 农田中的风状况

6.6 农田中的二氧化碳状况

写出在本章中学习描述负指数变化的方程

单元测验

第七章 城市微气象

7.1 城市微气象概述

7.2 城市街区辐射

7.3 城市下垫面能量平衡方程

7.4 城市热岛

7.5 城市风环境

7.6 城市其他微气象效应

城市街区风速与成排建筑物关系

单元测验

展开全部
预备知识

  前期学习高等数学、数理方程、线性代数、计算数学、流体力学、大气物理学等基础课程。

参考资料

[1]胡继超,申双和,孙卫国,景元书微气象学基础(第二版)[M]. 北京:气象出版社,2022

[2] D.A豪根,李兴生等译微气象学[M]. 北京:科学出版社,1984

[3]翁笃鸣等小气候与农田小气候[M]. 北京:农业出版社,1981

[4]傅抱璞等小气候学[M]. 北京:气象出版社,1994

[5] Stull R.B.,1988, An Introduction to Boundary Layer Meteorology[M]. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, Boston, London

[6] Foken, T., 2017, Micrometeorology(Second Edition)[M]. Springer, Berlin

[7] Garratt J. R., 1992, The Atmospheric Boundary Layer[M], Cambridge University Press

[8] Kaimal J. C., John J. Finnigan, 1994, Atmospheric Boundary Layer Flows: their structure and measurement[M], Oxford University Press

[9] Arya S. P., 2001, Introduction to Micrometeorology[M]. Second Edition. Academic Press

[10] Wyngaard J. C., 2010, Turbulence in the Atmosphere[M], Cambridge University Press

[11]Jones Hamlyn G., 1992, Plants and microclimate[M], Cambridge University Press

[12]Oke T.R.,Mills G., Christen A. Voogt J.A., 2017,Urban Climates[M],Cambridge University Press

常见问题

  本课程部分图片来自书籍、网络、会议等,为教学需要而借鉴,在此对原创者一并表示感谢。如果涉及到您的权益,请发邮件至appmet@nuist.edu.cn联系。课程平台尊重老师、专家与同学建议,共创文明学习与交流平台。

南京信息工程大学
4 位授课老师
胡继超

胡继超

副教授

肖薇

肖薇

教授

张方敏

张方敏

教授

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