| 课程号 |
00432247 |
学分 |
3 |
| 英文名称 |
Fundamentals of Atmospheric Physics |
| 先修课程 |
高等数学、普通物理 |
| 中文简介 |
本课程讲授大气物理学中静力学、热力学和辐射学原理和知识，是以后学习云降水物理学、卫星气象和遥感等课程的基础。课程在介绍大气静力学的基础上，对大气热力学和大气辐射学进行了较为详细的介绍和讨论。大气热力学详细讨论了大气中水的相变、等压过程、干绝热过程、湿绝热过程、混合过程、热力图及应用和静力稳定度等。大气辐射讨论了辐射与物质的相互作用、太阳辐射、长波辐射和包括散射时的辐射传输，最后是辐射平衡的讨论和观测结果。 |
| 英文简介 |
The concepts and principles of atmospheric statics, thermodynamics and radiation, which are the basis to learn the courses of cloud and precipitation physics, satellite meteorology and remote sensing in the future, will be introduced in the course of Fundamentals of Atmospheric Physics. A detailed introduction and discussion on atmospheric thermodynamics and radiation will be presented on the basis of the knowledge of atmospheric statics. The water phase transformations, isobaric processes, dry adiabatic processes, saturated adiabatic processes, mixing processes, thermodynamic diagrams and applications, vertical stability in the atmosphere etc., will be discussed particularly in atmospheric thermodynamics. The interaction of radiation with matter, solar radiation, longwave radiation, radiative transfer, radiation balance and observations will be introduced in atmospheric radiation field. |
| 开课院系 |
物理学院 |
| 通选课领域 |
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| 是否属于艺术与美育 |
否 |
| 平台课性质 |
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| 平台课类型 |
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| 授课语言 |
中文 |
| 教材 |
大气物理-热力学与辐射基础,李万彪,北京大学出版社,2010年6月,1,978-7-301-16095-4；
A First Course in Atmospheric Radiation,Grant W. Petty,Sundog Publishing,2006年4月,大气辐射导论,K. N. Liou编著，郭彩丽等译,气象出版社,2004年10月,An Introduction to Atmospheric Thermodynamics,Anastasios A. Tsonis,Cambridge University Press,2007年,Atmospheric Thermodynamics,Craig F. Bohren，Bruce A. Albrecht,Oxford University Press,1998年2月,大气物理学,盛裴轩，毛节泰等,北京大学出版社,2003年5月, |
| 参考书 |
2,978-0-9729033-1-8；
1,7-5029-3864-8/P.1363；
2,978-0-521-69628-9；
1,0-19-509904-4；
1,7-301-06301-6/P.0058；
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| 教学大纲 |
作为大气科学专业的一门专业基础课，通过教学要求本科生能掌握有关大气静力学、大气热力学及大气辐射学的基本知识，为进一步学习云降水物理学、卫星气象和遥感等专业课奠定基础。
课程分17章以课堂讲授方式进行教学，前两章是大气静力学部分，第三～十章是大气热力学部分，第十一～十七章是大气辐射部分。大气静力学部分以讨论大气状态方程和静力学方程为为主；大气热力学详细讨论大气中水的相变、热力过程、热力学图应用和静力稳定度等；大气辐射讨论辐射与物质的相互作用、辐射传输和辐射平衡等。
第1-2章：大气静力学（4-6学时）
第1章 大气概况：行星大气和地球大气的演化；现代大气的组成和表示方法；状态方程；大气与理想气体的差异。
第2章 大气静力平衡：流体静力学方程；等垂直减温率大气；标准大气；大气分层。
第3-10章：大气热力学（20-24学时）
第3章 热力学基础：大气系统；态函数；理想气体的绝热过程；湿空气能量。
第4章 相态平衡：饱和水汽压；干空气对饱和水汽的影响；球形液面的饱和水汽压；饱和状态变化和人体舒适度。
第5章 等压过程：等压冷却—露点和霜点；等压冷却凝结；等压绝热过程—湿球温度和相当温度。
第6章 干绝热过程：湿空气的干绝热过程；抬升达到饱和时的特征量；饱和成云。
第7章 湿绝热过程：湿绝热方程；湿绝热减温率；温湿参量；焚风现象。
第8章 混合过程：湿气块的等压绝热混合；混合成云；垂直混合；混合层特征及云的形成。
第9章 大气热力图：面积等价变换；热力图例；热力图的应用。
第10章 静力稳定度：气块运动；静力稳定度判据；条件性不稳定；整层大气静力稳定度；稳定度指数。
第11-17章：大气辐射学（20-24学时）
第11章 辐射基本知识：基本物理量；辐射与物体；平衡辐射的基本定律；辐射场的热力学特性；太阳辐射与地球辐射。
第12章 发射和吸收：大气对辐射吸收的物理过程；大气吸收光谱；辐射的吸收削弱；大气垂直方向上的吸收和发射。
第13章 大气散射：散射过程；瑞利散射；均匀球状粒子的散射—米散射。
第14章 太阳辐射：大气上界太阳光谱及太阳常数；大气上界的太阳辐射能；地气系统中太阳辐射的吸收和散射；太阳直接辐射的传输。
第15章 地气系统长波辐射：辐射传输方程；辐射亮度的传输；辐射通量密度的传输；大气辐射光谱。
第16章 散射辐射传输：包括散射时的辐射传输方程；包括单散射时的辐射传输；散射相函数；包括多次散射时的辐射传输。
第17章 辐射平衡：地气系统的辐射平衡；地气系统的净辐射；修正的温室效应模型；辐射平衡与盖娅假说。
课堂讲授和讨论，以讲授为主。
分期中和期末两次闭卷笔试，每次成绩占总成绩40-60%。
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| 教学评估 |
薛惠文：
学年度学期：16-17-1，课程班：大气物理学基础1，课程推荐得分：4.38，教师推荐得分：4.64，课程得分分数段：90-95；
学年度学期：18-19-1，课程班：大气物理学基础1，课程推荐得分：0.0，教师推荐得分：8.66，课程得分分数段：90-95；
学年度学期：20-21-1，课程班：大气物理学基础1，课程推荐得分：0.0，教师推荐得分：8.64，课程得分分数段：85-90；
学年度学期：22-23-1，课程班：大气物理学基础1，课程推荐得分：0.0，教师推荐得分：9.06，课程得分分数段：90-95；
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