動力氣象學課程是南京大學2020年春夏首次在智慧樹網開設的慕課、國家精品線上開放課程。授課教師為張熠、伍榮生、談哲敏、方娟、王其偉、儲可寬、仇欣、雷荔傈、周博聞等。據2021年12月29日智慧樹網顯示，該課程已運行5學期、累計選課191人，累計學校3所，累計互動267次。據2021年12月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課7次。
該課程共七章，包括為大氣運動的基本方程組、大氣中的渦旋運動、大氣中的準地轉運動、大氣中的波動、線性動力穩定性理論、大氣能量學、大氣邊界層等章目。
基本介紹
- 中文名：動力氣象學
- 授課平台：智慧樹網、中國大學MOOC
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程
- 首開時間：2020年春夏（智慧樹網），2018年12月20日（中國大學MOOC）
- 建設院校：南京大學
- 授課教師：張熠、伍榮生、談哲敏、方娟、王其偉、儲可寬、仇欣、雷荔傈、周博聞
課程性質,課程背景,課程定位,課程介紹,課程大綱,課前預備,開課信息,課程特色,教學目標,學習預備,考核標準,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程背景
大氣科學的發展與國計民生密切相關，現代社會對大氣科學的需求和要求日益提升。
課程定位
動力氣象學是大氣科學的重要分支學科，是現代大氣科學各學科方向的理論基礎。動力氣象學課程是中國內外高校大氣科學學科所有學生的必修課與專業基礎課。
課程介紹
該課程共分為八個主題進行授課，授課視頻總時長約610分鐘。該課程在大氣科學學科中具有不可替代的重要性，是現代大氣科學各學科方向的理論基礎，是國內、外高校大氣科學學科所有學生的必修課與專業基礎課。該課程將系統地講授旋轉大氣運動的基本規律，介紹研究大氣運動的基本方法和重要結論。該課程的學習，將幫助學生掌握旋轉大氣運動的基本特徵，掌握運用物理學、數學知識研究大氣運動特徵的基本方法，為繼續開展地球科學相關學科專業課程學習及將來從事氣象、環境、能源等業務和研究工作奠定堅實的理論基礎。
課程大綱
緒章緒論 0.1課程簡介 0.2動力氣象學發展史：重大理論發現 0.3動力氣象學發展史：數值天氣預報 0.4動力氣象學發展新階段 第一章大氣運動的基本方程組 1.1地球大氣的基本特徵 1.2旋轉大氣運動的基本方程組（一） 1.3旋轉大氣運動的基本方程組（二） 1.4旋轉大氣運動的基本方程組（三） 1.5大氣運動方程組的簡化（一） 1.6大氣運動方程組的簡化（二） 1.7大氣運動方程組的簡化（三） 1.8P坐標系中的大氣運動方程組 第二章大氣中的渦旋運動 2.1環流與環流定理 2.2渦度及渦度方程 2.3位勢渦度（一） 2.4位勢渦度(二) 2.5螺旋度 第三章大氣中的準地轉運動 3.1準地轉平衡與地轉偏差 3.2造成非地轉運動的因子 3.3地轉適應（一）：模型的建立 3.4地轉適應（二）：Rossby適應問題 3.5地轉適應（三）：物理機制 3.6準地轉模型 第四章大氣中的波動 4.1波動的基本概念 4.2小擾動法和標準波形法 | 4.3重力外波和慣性重力外波 4.4重力內波和慣性重力內波 4.5靜止基流中的Rossby波 4.6西風基流中的Rossby波 第五章線性動力穩定性理論 5.1動力穩定性概念 5.2慣性不穩定 5.3正壓不穩定數學推導 5.4正壓不穩定必要條件討論 5.5斜壓不穩定數學推導 5.6斜壓不穩定必要條件討論 5.7Eady模式數學推導 5.8Eady模式不穩定討論 第六章大氣能量學 6.1引言 6.2基本能量形態 6.3有效位能 6.4能量方程 6.5平均運動與擾動運動的能量方程 6.6影響能量變化的因子 6.7大氣能量轉換的觀測事實 第七章大氣邊界層 7.1引言 7.2邊界層湍流 7.3大氣邊界層中風的垂直分布（一） 7.4大氣邊界層中風的垂直分布（二） 7.5Ekman層中的風螺線 7.6Ekman層的抽吸作用 7.7旋轉減弱 |
（註：課程大綱排版從左到右列） | |
課前預備
預備知識
學習該課程應先學習大學物理、流體力學、高等數學、大氣科學概論先修課基礎。
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第一次開課 | 2020年春夏 | 張熠、伍榮生、談哲敏、方娟、王其偉、儲可寬、仇欣、雷荔傈、周博聞 | 24學時 | 79人 |
第二次開課 | 2020年秋冬 | 43人 | ||
第三次開課 | 2021年春夏 | 30人 | ||
第四次開課 | 2021年秋冬 | 39人 | ||
第五次開課 | 2022年春夏 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第一次開課 | 2018年12月20日 | 張熠、伍榮生、談哲敏、方娟、王其偉、儲可寬、仇欣、雷荔傈、周博聞 | 3-5小時每周 | 2443人 |
第二次開課 | 2019年04月02日 | 1986人 | ||
第三次開課 | 2019年08月20日 | 2861人 | ||
第四次開課 | 2020年02月06日 | 2431人 | ||
第五次開課 | 2020年08月20日 | 2000人 | ||
第六次開課 | 2021年03月01日 | 1247人 | ||
第七次開課 | 2021年08月23日 | 2163人 |
（註：表格內容參考資料）
課程特色
課程設計原則
1、該課程將物理學基本原理套用於地球流體的描述。
2、該課程將動力學基本原理與天氣過程案例相結合。
3、該課程化繁為簡，抓住物理過程，建立物理圖像。
教學目標
1、掌握地球大氣運動的基本特徵。
2、掌握運用物理學、數學知識研究大氣運動特徵的基本方法。
3、掌握控制大氣運動的基本原理。
4、為繼續開展地球科學相關學科專業課程學習及將來從事氣象、環境、能源等業務和研究工作奠定堅實的理論基礎。
學習預備
- 學習資料
書名 | 出版社 | 作者 | 出版時間 |
|---|---|---|---|
動力氣象學 | 南京大學出版社 | 呂克利，徐銀梓，談哲敏 | 2014年 |
An Introduction to Dynamic Meteorology | Academic Press | Holton, J. R. | 2004年 |
（註：表格內容參考資料）
考核標準
平時成績50分
平時成績=學習進度分（15.0分）+學習行為分（35.0分）。
章測試成績10分
單項類目名稱 | 卷面分 | 單項滿分 |
|---|---|---|
緒論單元測試 | 10 | 1.3 |
第一章單元測試 | 10 | 1.3 |
第二章單元測試 | 10 | 1.3 |
第三章單元測試 | 10 | 1.3 |
第四章單元測試 | 10 | 1.3 |
第五章單元測試 | 10 | 1.3 |
第六章單元測試 | 10 | 1.3 |
第7章單元測試 | 10 | 0.9 |
期末考試成績40分
期末考試得分=期末考試實際得分/期末考試總分*權值。
採用線上期末考試形式作為期末考試成績。
試卷：教程考試。
所獲榮譽
2020年11月，該課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。
教師簡介
張熠，南京大學大氣科學學院副教授、碩士生導師。
伍榮生，氣象學家，主要從事大氣動力學的研究和教學工作。中國科學院院士。南京大學大氣科學學院教授、中國氣象學會名譽理事長。
談哲敏，南京大學大氣科學學院教授，博士生導師，致力於大氣動力學、颱風動力學與大氣可預報性等領域的基礎性理論研究。
方娟，南京大學科學學院教授，博士生導師。主要從事與大氣動力學相關的教學和科研工作。
王其偉，南京大學大氣科學學院副教授，碩士生導師。主要從事地形擾動動力學、對流啟動及中小尺度動力學和數值模擬研究。
儲可寬，南京大學大氣科學學院副教授，碩士生導師。主要從事中尺度動力學與數值模擬的研究與教學工作。
仇欣，南京大學大氣科學學院副教授、碩士生導師，主要從事中尺度動力學與數值模擬相關的教學與科研工作。
雷荔傈，南京大學大氣科學學院教授、博士生導師。
周博聞，南京大學大氣科學學院教授，博士生導師，主要從事大氣邊界層湍流及邊界層動力學的研究。
