《气象学与水文学》教学大纲.docx
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《气象学与水文学》教学大纲
《气象学与水文学》教学大纲
MeteorologyandHydrology
课程编码：
21A52005 学分：
4.0 课程类别：
专业基础课
计划学时：
64其中讲课：
64实验或实践：
0上机：
0
适用专业：
地理科学（师范类）
推荐教材：
赵锦慧等主编，《气象学与气候学》，长江出版社，2014年。
芮孝芳主编，《水文学原理》，高等教育出版社，2013年。
参考书目：
姜世中主编，《气象学与气候学》，科学出版社，2010年。
葛朝霞主编，《气象学与气候学教程》，中国水利水电出版社，2009年。
周淑贞主编，《气象学与气候学》（第三版），高等教育出版社，1997年。
周淑贞主编，《气象学与气候学实习教材》，高等教育出版社，1997年。
黄廷林主编，《水文学》（第五版），中国建筑工业出版社，2014年。
黄锡荃主编，《水文学》，高等教育出版社，1993年。
邓绶林主编，《普通水文学》，高等教育出版社，1998年。
课程的教学目的与任务
本课程是地理科学（师范）专业的专业基础课，包括气象学和气候学、水文学两部分主要内容。
通过课程的学习，使学生能对大气的物理过程、天气的变化规律、气候的形成和变化有一定的了解；掌握地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律，及其与地理环境、人类社会之间的相互关系；从学科发展的新水平上来阐述、理解相关内容。
主要培养学生气象学与水文学方面的基础知识、基本技能，了解气象科学与水文科学的领域的最新进展，为中学地理教学及后续课程的学习提供必要的知识准备。
课程的基本要求
1、通过学习，使学生了解气象学、水文学的研究对象、研究内容并掌握相关的专业基础知识。
2、通过学习，使学生掌握气象学与水文学的基本专业技能。
3、通过野外实习、实践过程培养学生应用所学知识技能解决实际问题的能力。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）
《气象学与气候学》部分40学时
第一章引言建议学时：
4
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握气象学和气候学的基本概念以及在国民经济中的应用前景，概括了解大气的特性、组成和结构，同时掌握大气过程和状态常用的指标—气象要素以及主要气象要素在变化过程中的相互作用。
[教学重点与难点]教学重点：
气象学和气候学的研究对象以及为什么要学习这门课程；气象、气候的变化除与大气本身的特性有关外，还与其周围的水圈、冰雪圈、陆地（岩石）圈和生物圈有关；主要气象要素在变化过程中的相互作用即大气状态方程；气候系统中各圈层间的相互作用。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主，自学为辅
[授课内容]
第一节气象学、气候学的研究对象和任务
第二节气象学与气候学发展简史
第三节气候系统概述
第四节有关大气的物理性质
第二章大气的热能和温度建议学时：
6
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握辐射的基本知识，了解穿过大气层中的太阳辐射、到达地面的太阳辐射以及辐射能平衡的过程。
[教学重点与难点]大气上界太阳辐射能的大小可用太阳常数表示；影响太阳辐射强弱最关键的因素是太阳高度角；大气层对太阳辐射以投射为主；到达地面的太阳辐射强弱因太阳高度呈现出规律性变化，大气透明度对其影响很大；地面与大气的辐射为长波辐射，它们是地面与大气、大气与大气间热量传输的重要方式；辐射差额的大小决定着地面温度的升降；地气系统的相互作用，全球辐射能是平衡的；通过太阳高度角的变化，理解地球表层早凉午热和冬寒夏暑的变化规律；对流层中气温随高度递减的原因；理解地面与大气、大气与大气间热量传输及辐射能平衡的原理。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主，插入大量图片
[授课内容]
第一节太阳辐射
第二节地面和大气的辐射
第三节大气的增温和冷却
第四节大气温度随时间的变化
第五节大气温度的空间变化
第三章大气中的水分建议学时：
6
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握地球上的水分循环的过程；了解地球上水分循环过程对地、气系统的热量平衡和天气变化所起的作用。
[教学重点与难点]蒸发和凝结相互转化的条件；大气中各种凝结物形成的条件；云滴增长为雨滴的过程；过冷却云或过冷却水滴的理解；降水形成过程。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主，结合讨论
[授课内容]
第一节蒸发和凝结
第二节地表面和大气中的凝结现象
第三节降水
第四章大气的运动建议学时：
6
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握大气运动与风的形成关系；了解大气的运动使不同地区、不同高度间热量和水分得以传输和交换，使不同性质的空气得以相互接近、相互作用，直接影响天气、气候的形成和演变的规律。
[教学重点与难点]教学重点：
静力学方程及其物理意义，作用于空气的力的物理意义，风压定律，地转风、梯度风、热成风的意义及其与风速、风向、温度场的关系；教学难点：
气压变化的原因，根据受力情况的不同，理解地转风、梯度风、热成风。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节气压随高度和时间的变化
第二节气压场
第三节大气水平运动和垂直运动
第四节大气环流
第五章天气系统建议学时：
6
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握天气系统的时空尺度特征，了解由于天气系统内大气动力过程和热力过程的相互作用，引起一个地区天气变化的原因。
[教学重点与难点]教学重点：
中高纬度天气系统与地面天气系统间发生、发展的关系，西太平洋副高对我国天气气候影响的重要性，台风形成的条件；教学难点：
中高纬度天气系统的变化对我国天气气候的影响，低纬度天气系统与我国天气气候间的关系。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主，结合讨论
[授课内容]
第一节气团和锋
第二节中高纬度天气系统
第三节低纬度天气系统
第四节对流性天气系统
第六章气候的形成建议学时：
6
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握下垫面的基本特征，了解由于下垫面的不同所产生的气候差异。
[教学重点与难点]教学重点：
海洋性气候、大陆性气候、季风性气候的特点，地形对气候要素的影响，冰盖对大气环流的影响；教学难点：
海温、洋流的变化对全球大气环流的影响，海陆差异对气候形成的影响
[授课方法]多媒体教学，讲授为主，分组讨论
[授课内容]
第一节气候形成的辐射因子
第二节气候形成的环流因子
第三节海陆分布对气候的影响
第四节地形和地面特征与气候
第五节冰雪覆盖与气候
第七章气候带和气候型建议学时：
4
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握地球上气候的分布和分类特征，了解全球气温和降水的变化趋势以及气候分类方法各自的优缺点。
[教学重点与难点]教学重点：
全球气温和降水的分布特点，不同气候分类方法的优缺点，不同气候类型的差异；教学难点：
影响气温和降水分布的原因，适合中国地区的气候分类方法。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节气候带与气候型的划分
第二节低纬度气候
第三节中纬度气候
第四节高纬度气候
第五节高山气候
第八章气候变化和人类活动对气候的影响建议学时：
2
[教学目的与要求]通过本章的学习，基本掌握人类活动对气候影响的主要方面，了解人类活动对气候产生的有利和不利影响。
[教学重点与难点]教学重点：
人类活动产生的温室气体对气候所产生的影响，下垫面对气候的影响，城市化过程中所产生的气候效应；教学难点：
温室气体变化对气候所产生的影响，城区气候效应对城市环境的影响。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节气候变化的史实
第二节气候变化的因素
第三节人类活动对气候的影响
《水文学》部分（24学时）
第一章：
绪论建议学时：
2
[教学目的与要求]通过本章的学习，认识水文学的研究对象，了解水资源的特点和中国水资源的特点，掌握水文现象的基本特征。
[教学重点与难点]教学重点：
水文学研究的对象，水文现象的主要特点，水文学的研究方法；教学难点：
水文现象的主要特点。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节水文学的研究对象
第二节水文学发展简介
第三节水文学的体系
第四节水文现象的主要特点
第五节水文学的学科性质
第六节水文学的研究方法
第二章地球上水的性质与分布建议学时：
4
[教学目的与要求]掌握天然水的主要理化性质；了解地球上水的分布、水资源涵义与特性；了解世界及我国水资源的特点。
[教学重点与难点]教学重点：
水的形态及其转化、水温、水的密度，天然水的矿化过程及天然水的分类，世界水资源、我国水资源；教学难点：
水的形态及其转化，天然水的矿化过程。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节地球上水的物理性质
第二节地球上水的化学性质
第三节地球上水的分布与水资源
第三章地球上的水循环建议学时：
4
[教学目的与要求]掌握水循环的基本含义、基本环节及地理意义；掌握水循环的类型与层次结构；掌握水体的更替周期；掌握水量平衡的概念、通用水量平衡方程、全球水量平衡方程；掌握降水要素、面降水的计算、下渗的物理过程以及径流的形成过程；了解蒸发、水汽扩散与输送的物理机制、影响因素、度量指标及测度方法。
[教学重点与难点]教学重点：
水循环的基本过程，水循环的类型与层次结构，水量平衡，径流的形成过程及影响径流的因素；教学难点：
蒸发的物理机制，蒸发量的计算，水汽扩散与输送，面降水的计算，下渗理论与下渗经验公式。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节水循环基本特征
第二节水量平衡
第三节蒸发及水汽扩散与运输
第四节降水与下渗
第五节径流涵义及其表示方法
第六节径流形成过程及影响径流的因素
第四章陆地表面水的组成与运动建议学时：
6
[教学目的与要求]了解陆地表面水的组成与结构；掌握四种产流方式的机制、汇流的分析及汇流计算的方法；掌握河流水位、流速、流量等主要水情要素的分布特征、谢才公式的推导、流量的测定方法；掌握河水的纵向运动、环流运动；了解河流的泥沙运动；了解冰川运动与补给、湖水的运动与调蓄、径流向海汇集及其效应。
[教学重点与难点]教学重点：
流域产流与汇流，河流的水情，河水的运动；教学难点：
流域产流理论及计算，洪水波的变形，河流的泥沙运动。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节陆地表面水的组成与结构
第二节流域产流与汇流
第三节河流的水情
第四节河水的运动
第五节冰川的运动与补给
第六节湖水的运动与调蓄
第七节径流向海汇集及其效应
第五章：
海洋的结构与海水的运动建议学时：
2
[教学目的与要求]了解海洋的组成与结构；理解波浪的成因及小振幅波理论；理解潮汐的类型及成因；掌握洋流的成因、类型及大洋环流系统；了解海洋效应。
[教学重点与难点]教学重点：
潮汐的类型及成因，洋流的成因及类型，大洋环流系统；教学难点：
小振幅波和有限振幅波，潮汐的成因及类型，厄尔尼诺现象。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节海洋的组成及结构
第二节波浪、潮汐及洋流
第三节海洋效应
第六章地下水的结构与运动建议学时：
4
[教学目的与要求]了解地下水的贮存空间、地下水流系统；掌握地下水系统垂向结构、地下水类型、地下水运动；掌握地下水的补给与排泄、地下水的动态与平衡。
[教学重点与难点]教学重点：
地下水的类型，地下水系统的垂向结构，地下水的运动；教学难点：
地下水的运动。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主
[授课内容]
第一节地下水系统的组成与结构
第二节地下水的基本类型
第三节地下水的补给、径流与排泄
第四节地下水的运动
第五节地下水的动态与平衡
第六节不同地貌区地下水分布特征
第七章人类活动对水体水质的影响建议学时：
2
[教学目的与要求]了解水利工程、农业措施对水文要素的影响；理解森林水文效应、城市水文效应；了解影响水体水质的物质来源；理解水体水质恶化的特点；掌握水体自净能力和水环境容量。
[教学重点与难点]教学重点：
森林、城市水文效应，水环境容量；教学难点：
水环境容量。
[授课方法]多媒体教学，讲授为主，分组讨论
[授课内容]
第一节人类活动的水文效应
第二节人类活动对水体水质的影响
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