目录 - nuist.edu.cndqwl.nuist.edu.cn/upload/file/20161110/... · Web view1．电路，第5版，高等教育出版社，邱关源主编，2006年5月出版. 2．简明电路分析基础，高教出版社；李瀚荪编，2002年版。

目录

Ñ

×

-

¶

¶

V

t

dt

d

v

大气科学（大气探测方向）

本科课程教学大纲

（2013版）

教务处编印

二〇一三年

目录

4数字电子线路

6数字电子线路(实验)

9大气物理学I

12天气学原理II

17电路分析基础

19电路分析基础（实验）

21天气学分析基础

24典型天气过程分析II

27气象统计方法Ⅲ

30气象统计方法Ⅲ（上机）

32现代大气探测学

37气象仪器检定与维护

39气象仪器检定与维护（实验）

41卫星气象学I

44雷达气象学I

47模拟电子线路

50模拟电子线路（实验）

53雷达原理与信号处理

55雷达原理与信号处理（实验）

56动力气象学III

59气象卫星资料的多学科应用

61中尺度气象学

63中尺度气象模拟

65大气激光探测

67专业英语

69电磁场理论

72嵌入式系统设计II

74嵌入式系统设计II（实验）

75信号与系统

78数字信号处理

81数字信号处理（实验）

84微波技术与天线

86微波技术与天线（实验）

88流体力学II

90中国天气III

95微机原理与接口技术

97微机原理与接口技术（实验）

99人工影响天气

102云降水物理学

105全球变化

107雷电原理

110地球科学概论

114C语言程序设计

118C语言程序设计（上机）

120MATLAB程序设计Ⅱ

123MATLAB程序设计II（实验）

125复变函数与积分变换

128计算方法

131气象信息与网络技术

133气象信息与网络技术（实验）

135现代气候学Ⅱ

140地理信息系统原理Ⅳ

143地理信息系统原理（上机）

145大气探测新技术

147大气探测新技术（实验）

149短临预报技术与方法

151短临预报技术与方法（实验）

152雷达气象综合实习

154卫星气象学综合实习

156大气探测实习

159天气预报综合实习

161大气遥感软件应用实习

161大气遥感软件应用实习

163激光雷达综合实习

数字电子线路

Digital Circuits

一、课程基本情况

课程类别：学科基础课

课程学分：3学分

课程总学时：48学时，其中讲课：38学时，实验10学时

课程性质：必修

开课学期：第3学期(第五周开始）

先修课程：电路分析基础，模拟电子线路

适用专业：电子信息工程，通讯工程，信息工程，电子科学与技术本科专业

教材：《数字电子线路》清华大学出版社，张宏群主编，2013年第1版

开课单位：电信学院

二、课程性质、教学目标和任务

数字逻辑电路是一门密切联系实际的专业技术基础课。主要介绍分析数字电路逻辑功能的数学方法、分析方法、设计方法及常用的集成电路芯片的工作原理和应用等内容，通过本课程的学习，学生将具备数字电路的逻辑分析与设计的基本知识，掌握数字系统中常用功能部件的应用分析、逻辑设计与硬件描述语言建模等基本技能，

课程在讲解逻辑电路基本概念和基本知识的基础上，培养学生使用各种逻辑分析与设计的工程方法和工程工具，学习典型逻辑功能部件的内部结构，掌握其工作原理，可以承担小型数字电路分析或设计的简单应用课题。为后续课程如数字系统设计、计算机组成原理、微型计算机接口技术等打下坚实的基础。

三、教学内容和要求

1 数字电路基础（4学时）

(1) 熟悉模拟信号与数字信号的特点。

(2) 掌握数制与编码的特点及规律。

2 基本逻辑门电路(10学时)

(1) 熟悉五种基本逻辑运算（与、或、非、异或、同或）。

(2) 掌握逻辑代数的基本公式和定理。掌握逻辑代数的化简：公式法化简和卡诺图法化简．掌握逻辑函数四种表示方法：真值表、逻辑函数表达式、逻辑电路图、波形图以及它们相互间的转换．

(3) 掌握TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关特性。

(4) 了解二极管、三极管和MOS管的开关特性及简单门电路的工作原理。了解TTL门（与非门、或非门、异或门、三态门，OC门）的工作原理及TTL门的改进系列。了解CMOS反向器的动特性。其他CMOS门的工作原理。掌握CMOS反相器的工作原理及静态特性。

3 组合逻辑电路 (8学时)

(1) 掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。掌握常用组合逻辑电路，即编码器、译码器、数据选择器、加法器及数值比较器的基本概念、工作原理及应用。

(2) 熟悉组合逻辑电路的特点。

(3)了解组合电路中的竞争与冒险现象、产生原因及消除方法。

4 触发器 (4学时)

(1)掌握RS触发器、JK触发器、D触发器的逻辑功能及描述方法。掌握触发器逻辑功能与电路结构的区别。

(2)熟悉RS型基本触发器、同步触发器、主从触发器的工作原理。

(3)了解触发器的特点及其分类。了解主从触发器和边沿触发器的区别。了解触发器之间的相互转换。

5 时序逻辑电路(6学时)

(1) 掌握同步时序逻辑电路的分析与设计方法。掌握中规模集成电路计数器和移位寄存器的应用。

(2) 了解时序逻辑电路的特点及和组合逻辑电路的区别。了解寄存器和计数器的特点和分类。了解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理。

6 脉冲波形的产生和整形 (4学时)

(1) 掌握施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理、脉宽及周期的计算方法。

掌握由555定时器组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的工作原理，及波形参数与电路参数之间的关系。

(2) 了解脉冲产生及整形电路的分类及脉冲波形参数的定义。了解555定时器的工作原理。了解压控振荡器的工作原理。

7 数-模和模-数转换(2学时)

(1) 掌握D/A转换器的工作原理。

(2) 熟悉A/D和D/A转换器的主要参数计算。

(3) 了解A/D与D／A转换器的主要参数的含义。了解A／D转换器的一般原理和步骤以及

四、课程考核

(1)作业和报告：作业：16 次

(2)考核方式：（闭卷考试、）

（3）总评成绩计算方式：（平时成绩20%、期末考试80%成绩）

五、参考书目

(1) 《数字电子技术基础简明教程》，高等教育出版社，余孟尝主编，第3版

(2) 《数字电子技术基础》高等教育出版社，阎石主编，第5版

(3) 《数字电子技术基础（数字部分）》高等教育出版社，康华光第5版

制定人：张宏群审定人：陈晓批准人：郭业才

数字电子线路(实验)

Experiment of Digital Circuits



课程学时：10学时

开设项目数：8个


对应理论课程及性质：数字逻辑电路

适用专业：电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、信息工程等

教材：《电子技术实验与设计教程》电子工业出版社，刘建成主编，2007年出版。

开课单位：电信学院

二、课程的教学目标和任务

本课程使电子信息类学生进一步掌握数字逻辑电路的工作原理。课程旨在使学生掌握常用集成电路芯片的逻辑功能及其应用，奠定设计数字系统的基础。提高学生的动手操作、理论联系实际、解决问题的能力。培养学生在实验中实事求是，严谨踏实的科学作风，为专业课程打下坚实的基础。

对学生的基本要求如下：

1.正确使用数字电路实验箱及相关测量仪器；

2.掌握常用集成电路芯片的功能及使用方法；

3.能对较为复杂的电路正确安装和调试，具有初步分析电路故障的能力；

4.正确地整理、分析实验结果和数据。

三、课程的内容和要求

序号

实验项目名称

实验学时

内容提要

实验要求

实验类型

必修

选修

验证性

设计性

综合性

创新性

1

基本逻辑门

1

1、学习数字实验箱的结构、功能、和使用方法；

2、验证基本逻辑门芯片的逻辑功能。

√

√

2

三态输出门

1

1、测试三态输出门的逻辑功能；

2、搭试三态门分时传输信息的电路。

√

√

3

译码器及其应用

1

1、验证译码器的逻辑功能；

2、搭试利用译码器做数据分配器的电路。

√

√

4

数据选择器

1

1、验证数据选择器的逻辑功能；

2、搭试用两个八选一组成十六选一的数据选择器；

√

√

√

5

组合逻辑电路设计（一）

2

1、利用指定的芯片设计一个四人无弃权表决电路；

2、利用指定的芯片设计一保险箱的数字代码锁。

√

√

6

集成电路触发器及应用

2

1、验证D触发器、JK触发器的逻辑功能；

2、设计单发脉冲发生器电路并验证其效果。

√

√

√

7

移位寄存器

2

搭试用D触发器构成移位寄存器的电路。

√

√

8

计数器

2

1、验证集成电路计数器的逻辑功能；

2、搭试一个用二进制集成电路计数器74LS163构成10进制计数器的电路；

3、运用集成计数器设计一个两位十进制计数器。

√

√

√

四、课程考核

每次实验成绩按如下方式评定：

3、考勤，上课无迟到早退。（10％）

4、遵守课堂纪律，预习实验内容，能独立完成实验操作过程，实验结果正确，操作规范，结果正确。（40％）；

5、操作中对于教师的提问，回答是否正确。（10％）；

6、实验报告作为参考。（40％）。

最后实验成绩由每次实验成绩的平均分数确定，旷课超过三分之一课时的学生，不给本课程成绩。

五、参考书目

1. 《电子技术实验》清华大学出版社高文焕主编

2. 《数字电子线路》清华大学出版社，张宏群主编

3. 《数字电子技术基础简明教程》高等教育出版社余孟尝主编第三版

制定人：张宏群审定人：陈晓批准人：郭业才

大气物理学I

Atmospheric Physics I




课程总学时：48学时，其中讲课：48学时


开课学期：第3学期

先修课程：高等数学、大学物理。

适用专业：大气科学

教材：大气物理学，北京大学出版社，盛裴轩，毛节泰等，2003。

开课单位：大气物理学院大气物理系


大气物理学是研究大气的物理现象、物理过程及其演变规律的大气科学的分支学科。它既是大气科学的基础理论部分，又是环境科学的一个部分。该课程的学习，使学生系统掌握大气物理学各方面的基础理论知识，为以后的动力气象学、云物理学及边界层气象学等专业课的学习奠定基础。

本课程主要讲述：大气中各种气体成分的性质、各种气象要素的定义与计算、大气的垂直分层；大气静力学；大气热力学的基本概念和基本定律、各种热力过程和温湿参量；大气层结稳定度；辐射的基本概念和基本定律、太阳短波辐射在大气中的传输、地球长波辐射在大气中的传输；大气光学现象等大气学科的基础知识。


1、行星大气和地球大气的演化（1学时）

（1）了解太阳系形成和行星大气成分；

（2）理解地球大气的演化过程。

重点：大气演化过程及其主要成分

2、地球大气的成分及其分布（4学时）

（1）了解空气的主要成分和主要的气象要素；

（2）掌握湿度的表示法和状态方程；

（3）理解虚温、水汽和大气气溶胶的作用等概念。

重点：干湿空气状态方程，湿度参量概念及转换关系

难点：实际水汽压与露点的关系

3、大气的分层和结构（2学时）

（1）理解大气分层的方法，大气垂直结构、特点及大气质量计算方法；

（2）了解大气的主要下垫面海洋的物理特性。

重点：按温度划分的大气各层特征

4、大气静力学（4学时）

（1）掌握大气静力学方程及物理意义；

（2）理解模式大气和气压－位势高度公式；

（4）了解标准大气和气压的时空分布；

重点：大气静力学方程和压高公式

难点：

5、大气热力学基础（16学时）

（1）掌握大气热力学基本定律；

（2）掌握描述大气热力学状态的热力学方程；

（3）掌握大气热力学过程和大气静力稳定度；

（4）掌握热力学图表并能用其描述大气热力学过程和静力稳定度分析；

（5）了解绝热混合过程和等压冷却过程；

（6）了解大气热力学中的温湿参量；

（7）了解逆温层的概念。

重点：热力学第一、第二定律，干、湿绝热过程，泊松方程、位温等一些热力过程基本概念，热力学图解，大气稳定度概念、判据及图解分析；

难点：热力学太函数及比熵等方程的推导和应用，克拉珀龙－克劳修斯方程，相当温度和湿球温度的物理过程，使用艾玛图分析气块越山，基于探空资料的大气层结特征分析，气块升降过程中水汽和液态水含量的转化，大气静力稳定度的几种判据，条件不稳定类型。

6、地面和大气中的辐射过程（16学时）

（1）理解辐射的基本概念和物理规律；

（3）掌握地球大气与辐射的相互作用；

（4）掌握太阳辐射在地球大气中的传输；

（5）掌握地球－大气系统的长波辐射；

（6）熟悉地球、大气及地气系统的辐射平衡；

重点：描述辐射物理量及意义，黑体辐射定律、意义及应用，太阳辐射和地球辐射的区别，散射、吸收系数，太阳常数，光学厚度，大气直接辐射及其简单模式，布格-朗伯-比尔定律，长波辐射传输特征，施瓦茨-恰尔德方程，反照率，地－气辐射平衡，

难点：基尔霍夫定律的物理意义和实际应用，从吸收（散射）截面、体积（质量）系数、光学厚度到布格-朗伯定律的推导、不同辐射源的辐射通量密度计算，长波辐射传输方程推导和物理意义，漫射辐射，地气辐射平衡方程的构建，辐射差额每一项的物理意义，

8、大气光学（4学时）

（1）理解天空亮度和色彩分布的原因；

（2）理解能见度概念；

（3）了解大气中常见光学现象的成因。

重点：天空颜色的解释，能见度概念和估算。

9、大气声学（1学时）

（1）了解大气声学基本概念和定义；

（2）了解声波在大气中的传播。

四、课程考核

（1）作业和报告：作业：3次，课程论文：1篇。

（2）考核方式：闭卷考试。

（3）总评成绩计算方式：平时成绩占20%、期中考试成绩占30%，期末考试成绩占50%。

五、参考书目

（1）《大气科学》，（美）J.M. Wallace, P.V. Hobbs 著，何金海等译，科学出版社，2008年。

（2）《大气物理学基础》，徐绍祖主编，气象出版社，1993年。

（3）《热力学》，汪志诚，高等教育出版社，1998年10月。

制定人：刁一伟审定人：安俊琳批准人：杨军

天气学原理II

Principle of Synoptic Meteorology



课程学分： 4 学分

课程总学时： 64 学时，其中讲课：64 学时


开课学期：第4学期或者第5学期

先修课程：高等数学、大学物理I、热力学、流体力学、大气物理学等。

适用专业：大气探测、应用气象学、应用气象学（公共服务方向）

教材：天气学原理和方法，气象出版社，朱乾根，林锦瑞、寿绍文、唐东昇编著，2007年，第四版

开课单位：大气科学学院


天气学原理是研究不同尺度的天气系统和天气现象发生发展及其变化的基本规律，并利用这些规律来预测未来天气的科学。该课程是大气物理、海洋科学、大气环境等专业本科生的重要专业主干课之一，属于专业核心课程。该课程侧重理论教学，主要介绍天气学的经典理论：大气运动的基本特征、锋面理论、气旋与反气旋、大气环流概况、天气系统和天气形势的天气学预报方法。通过本课程的学习使学生掌握天气学预报的基本原理、基本概念和基本分析方法。为进一步学习“动力气象学”，“中国天气”，“数值天气预报”，“天气学分析基础”、“中尺度天气动力学”、“天气预报综合实习”等专业课奠定必要的理论基础。


大气运动的基本特征（18学时）

引言(2学时)

（1）了解天气学发展历史，了解参考系概念及分类，常见的气压场形势

dt

d

dt

d

a

与

（2）掌握惯性和非惯性（旋转）参照系中的关系

（3）理解含义

1.1影响大气运动的作用力(3学时)

（1）掌握大气运动各作用力含义及表达式

（2）理解大气运动各作用力的物理意义

1.2控制大气运动的基本定律(3学时)

（1）掌握控制大气运动的基本定律及其数学表达式：运动方程，连续方程和热力学能量方程的推导

（2）理解运动方程，连续方程和热力学能量方程表达式中各项意义

（3）理解质量散度（质量通量散度）含义、表达式及其物理意义

1.3大尺度系统的控制方程(2学时)

（1）了解尺度分析含义，了解各种尺度天气系统的特征尺度，掌握运动方程，连续方程和热力学能量方程的零级和一级简化

（2）掌握运动方程，连续方程和热力学能量方程零级和一级简化方程含义，理解自由大气中大尺度系统运动可作为准地转、准静力处理的原因

（3）理解热力学能量方程中引起固定点温度变化的因子

1.4“P”坐标系中的基本方程组(2学时)

（1）了解P坐标系的概念、优越性及P坐标系建立的物理基础

（2）掌握位势、位势高度概念

（3）理解等高面上水平气压梯度力可以用等压面上位势梯度或等压面坡度表示

（4）理解如何建立P坐标系中基本方程组

1.5风场和气压场的关系(6学时)

（1）掌握地转风、梯度风、热成风、地转偏差含义及表达式

（2）掌握地转风、梯度风、热成风的讨论及应用

重点：

(1)描述大气运动的基本定律；

(2)“P”坐标系的特点及该坐标系的方程组；

(3)地转风、梯度风、热成风的概念和关系式及其在天气分析中的应用。

难点：

(1)建立大气运动的基本方程，地转偏向力

(2)实际工作中高空为什么分析等压面图而不分析等高面图；

(3)地转风、梯度风、热成风在天气分析中的应用。

第2章气团与锋（10学时）

2.1气团(1学时)

（1）掌握气团的概念、形成条件

（2）了解气团分类

2.2锋的概念与锋面的坡度(2学时)

（1）熟悉并掌握锋、锋面、锋线、锋区概念和含义

（2）了解锋面的分类，理解并掌握锋面空间结构

（3）掌握以密度零级不连续面模拟锋时，锋面坡度公式推导并会讨论物理意义

2.3锋或锋面附近的气象要素场的特征(4学时)

（1）理解并掌握以密度零级和一级不连续面模拟锋面时锋附近各要素场的特征（温度，气压，变压，风场，湿度场和天气区）

2.4锋面的分析（主要内容在天气分析课程讲解）(1学时)

（1）了解锋面分析的一般步骤

（2）掌握锋面分析中，高空测风资料（单站测风图）应用

2.5锋生锋消(2学时)

（1）掌握锋生带（线）、锋生函数、锋生条件概念

（2）熟悉运动学锋生、锋消公式讨论

（3）了解我国锋生锋消概况

重点：

(1)锋或锋面附近的气象要素场的特征

(2)锋生公式的物理意义及定性分析应用

难点：

(1)地面锋线与高空锋区、高空等压面的上高度场三度空间的配置。

第3章气旋与反气旋（16学时）

3.1气旋、反气旋的特征和分类(1学时)

（1）掌握气旋、反气旋的定义和特征

（2）了解气旋、反气旋的分类

3.2涡度与涡度方程(5学时)

（1）理解涡度、绝对涡度概念；理解

2

h

H

Ñ

含义

（2）掌握涡度方程等式右端各项名称并会讨论；掌握位涡、位涡守恒的概念及应用

3.3位势倾向方程与ω方程(6学时)

（1）理解位势倾向方程与ω方程公式推导

（2）熟练掌握位势倾向方程及ω方程等式右端各项名称和物理意义，并会画图讨论

3.4温带气旋与反气旋(3学时)

（1）熟练掌握在温带气旋发展中，动力因子和热力因子对高空槽及温带气旋发展的作用，要求会画图解释

（2）理解温带气旋和反气旋的生命史

（3）掌握气旋再生、气旋族、热低压的含义

3.5东亚气旋与反气旋(1学时)

（1）掌握北方、南方气旋活动范围及包括哪些气旋

（2）了解东亚气旋和反气旋的移动路径和移速

（3）理解蒙古气旋形成的高空温压场特征

（4）理解江淮气旋生成过程；

（5）理解爆发性气旋的含义；了解为什么爆发性气旋主要发生于冬春季？

重点：

(1)涡度方程、位势倾向方程、ω方程各项的物理意义及其在分析温带气旋与反气旋发展机制方面的定性应用

(2)用位势涡度守恒原理，解释天气系统在上山、下山过程中的变化

难点：

(1)涡度方程、位势倾向方程与ω方程有关项的物理解释及其在分析槽、脊、温带气旋发展机制方程的定性应用

(2)用地转适应观点解释温带气旋的发展

第4章大气环流（6学时）

4.1大气平均流场特征与季节转换(1学时)

（1）熟练掌握对流层中低层平均水平环流特征

（2）理解半永久性大气活动中心和季节性大气活动中心的含义及其成员

4.2控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型(2学时)

（1）熟练掌握控制大气环流的基本因子

（2）掌握三圈环流，掌握极锋锋区与副热带锋区的形成及不同点以及与温带气旋的关系

（3）理解地球表面不均匀性（海陆分布和地形）对大气环流的影响

4.3极地环流概况(0.5学时)

（1）了解极地环流概况

4.4热带环流概况(0.5学时)

（2）了解热带环流概况；了解El Nino和沃克环流

4.5西风带的大型扰动（“中国天气”中讲解）

4.6急流(1.5学时)

（1）掌握急流的概念

（2）理解急流的基本特点

4.7东亚环流基本特征(0.5学时)

（1）理解东亚环流基本特征

（2）了解我国各季环流概况及主要天气天气过程特点。

重点：

(1)大气平均流场特征与季节转换

(2)控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型

难点：

（1）三圈环流

（2）地球表面不均匀性（海陆分布和地形）对大气环流的影响

（3）高空急流的基本特点

第5章天气形势及天气要素的预报（14学时）

5.1天气系统及天气形势的天气学预报方法(12学时)

（1）理解天气系统的外推法

（2）掌握运动学公式的推导；理解运动学公式中

t

d

d

及

t

¶

¶

含义；掌握运用运动学方法讨论天气系统的移动

（3）掌握斜压大气中涡度的假设；理解高空形势预报方程的推导

（4）熟练掌握高空形势预报方程中各项的讨论，其中曲率项及散合项在实际天气图中要求会应用

（5）熟练掌握用高空形势预报方程有关项解释500hPa槽、脊变化，要求会实际应用

（6）理解地面形势预报方程的推导

（7）掌握地面形势预报方程各项讨论，要求会实际应用

（8）掌握引导气流的概念，理解其推导过程

（9）掌握地形对天气系统(槽、脊、高压、低压)移动及强度的影响

（10）了解用运动学公式推导锋面移速公式并会讨论冷锋、暖锋移速与变压分布的关系

5.2气象要素和天气现象的天气学预报方法(2学时)

（1）了解温度的天气学预报方法

（2）了解大风的天气学预报方法

重点：

(1)运动学公式的推导及运用

(2)高空形势预报方程的推导、讨论及应用

(3)地面形势预报方程各项讨论及应用

难点：

(1)高空形势预报方程的推导、讨论及应用

(2)地形对天气系统的影响

四、课程考核

（1）作业和报告：作业：9次；

（2）考核方式：闭卷考试

（3）总评成绩计算方式：平时成绩占30%，期中考试成绩占20%，期中考试成绩占20%，期末考试成绩占50%

五、参考书目

（1）An Introduction to Dynamic, Meteorology, Fourth edition, Academic Press, James R.Holton,2004.

（2）天气学分析（第二版），气象出版社，寿绍文等，2006。

（（1）现代天气学原理，高等教育出版社，伍荣生主编， 1999

（2）天气学分析，气象出版社，寿绍文等，2006，第二版

（3）天气学，北京大学出版社，钱维宏，2004

（4）天气学，气象出版社，寿绍文等，2009

（5）动力气象学，气象出版社，吕美仲等， 2008

（6）天气学分析，气象出版社，陈中一等，2010

(7) 现代天气学方法，气象出版社，寿绍文等编著，2012

（8）天气预报技术与方法，气象出版社，姚学祥主编，2011

（9）现代天气预报技术，气象出版社，孔玉寿等，2005，第二版

（12）Mid-Latitude Weather Systems, American Meteorological Society, Toby N.Carlson, 1998

（10）高等天气学，气象出版社，丁一汇，2005，第二版

（11）An Introduction to Dynamic, Meteorology, Fourth edition, Academic Press, James R.Holton,2004

（13) Mid-Latitide Atmospheric Dynamics,Wiley Press, Jonathan E.Martin.2006

制定人：高庆九王黎娟审定人：段明铿批准人：李栋梁

电路分析基础

Circuit Analysis



课程学分：3 学分

课程总学时：48 学时，其中讲课：38 学时实验：10学时



先修课程：高等数学、线性代数、物理电学部分

适用专业：大探、防雷等

教材：《电路》第5版，高等教育出版社邱关源主编，2006年5月月出版

开课单位：电子与信息工程学院电子信息工程系


电路分析基础课程理论严密、逻辑性强、有广阔的工程背景，是电类（强电、弱电）专业本科生的专业基础必修课程。教学目标是学生应掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法，结合实践环节，初步具备独立分析、解决实际问题的能力，为后续技术基础课、专业课程以及培养高素质人才打好基础。本课程的任务主要是讨论线性、集总参数、非时变电路的基本理论与一般分析方法,使学生掌握电路分析的基本概念、基本原理和基本分析方法,提高分析电路的思维能力与计算能力。主要内容为直流电路、交流电路、动态电路等的分析方法。直流电路有集总参数中电压、电流的约束关系，电路等效变换及分析，电路定理；交流电路里有正弦电路的相量分析，互感电路、三相电路分析、动态电路有一阶电路、二阶电路分析。


1．电路模型和电路定律（5学时）

（1）掌握电阻、独立电源和受控源等电路元件的伏安特性，掌握元件、电路吸收或发出功率的表达式和计算，掌握基尔霍夫两个定律(KCL、KVL) 并能熟练应用该定律进行电路的分析计算；

（2）理解电路中电流、电压等物理量的参考方向的概念；

（3）了解电路的模型，了解电路元件的分类，线性与非线性，时变与非时变，有源与无源的概念。

重点：元件的伏安特性和基尔霍夫两个定律(KCL、KVL)；

难点：不同工作条件下电路模型不同。

2．电阻电路的等效变换（4学时）

（1）掌握电阻的串联、并联与混联的等效变换，电阻Y形联结与△形联结的等效变换，电源的串并联，一端口电路输入电阻的计算；

（2）掌握实际电源的两种模型及等效互换；

（3）理解电路等效变换的概念和等效变换的条件。

重点：电阻的串并联的等效变换，Y形联结与△形联结的等效变换；

难点：弄清楚电路的连接关系。

3．电阻电路的一般分析（ 5学时）

（1）掌握网孔电流法，回路电流法，结点电压法，对简单电路能熟练计算；

（2）理解支路电流法方程的建立过程；

（3）了解电路图论的初步概念。

4．电路定理（ 6学时）

（1）掌握叠加定理，戴维宁定理和诺顿定理，最大功率传输定理，并能应用于电路的分析和计算中；

（2）理解齐性定理，替代定理；

（3）理解特勒根定理、互易定理和对偶定理。

重点：叠加定理，戴维宁定理和诺顿定理，最大功率传输定理；

难点：含受控源电路中等效电阻的计算。

5．动态电路的分析（ 6学时）

（1）掌握电容元件、电感元件及其电压-电流关系，电容、电感的贮能，初始状态的确定。

（2）掌握一阶电路方程的建立和求解，时间常数，零输入响应、零状态响应和全响应，暂态和稳态的概念。

（3）熟悉阶跃函数，单位阶跃响应。

（4）熟悉二阶电路方程的建立。

重点：动态电路零输入响应、零状态响应和全响应；

难点：动态电路电路方程的建立和求解。

6. 正弦稳态分析（12学时）

（1）掌握正弦信号的周期、频率、角频率、瞬时值、振幅（最大值）、有效值、相位和相位差，正弦信号的波形图、相量和相量图表示法。

（2）掌握基尔霍夫定律的相量形式，元件电压-电流关系的相量形式。阻抗和导纳。正弦稳态电路的计算，一端口电路的正弦稳态等效电路。

（3）熟悉平均功率（有功功率），视在功率，无功功率，复功率。

（4）熟悉耦合电感的电压-电流关系，同名端，含耦合电感电路的分析，耦合系数。

（5）掌握理想变压器的电压-电流关系，阻抗变换作用。全耦合变压器。

（6）掌握RLC串联和并联电路的频率响应，谐振频率，特性阻抗和品质因数，通频带和选频的概念。

（7）掌握对称三相电路线电压（电流）与相电压（电流）的关系，对称三相电路的电压、电流和功率的计算。

重点：正弦稳态电路求解方法；

难点：正弦稳态电路方程的建立，耦合变压器的求解。

四、课程考核

（1）作业： 5-10 次；

（2）考核方式：闭卷考试；

（3）总评成绩计算方式：平时成绩30%+期末考试成绩70%。

五、参考书目

1．简明电路分析基础，高教出版社；李瀚荪编，2002年版。

2．电路基础，华南理工大学出版社；王定中等编，1999年版。

制定人：陈晓审定人：陈晓批准人：郭业才

电路分析基础（实验）

Circuit Analysis Experiment


课程学分：0.5

课程学时：10

开设项目数：5 个


对应理论课程及性质：电路分析基础实验

适用专业：大探、防雷等

教材：自编

开课单位：电子与信息工程学院电子信息工程系


《电路分析基础》是电子类专业一门重要的技术基础课，其实验内容在课程中占有很重要的地位，是和电路理论配套的必修课程。教学目标是通过电路实验，不仅可以加强对基本电路的感性认识，加深对电路理论的理解，而且能培养学生用实验验证理论的技能和综合实验的能力，提高实验动手能力。其任务是培养学生结合电路理论，正确连接线路，正确使用常规的电工仪器仪表，运用实验手段来验证一些电路定理和电路理论，具有分析和排除简单故障的能力，能分析实验结果，书写符合要求的实验报告。


序号

实验名称

实验学时

内容提要

实验要求

实验类型

必修

选修

1

测量误差

2

熟悉实验台，熟悉仪器使用，熟悉误差的计算方法，如何测量以便减小误差

√

验证

2

电路元件伏安特性的测绘

2

测定线性电阻、灯泡、半导体二极管、稳压二极管的伏安特性

√

综合

3

叠加原理的验证

2

将电源分别单独作用于电路，共同作用于电路，分别测量电路中的电压和电流

√

验证

4

等效变换

2

电压源与电流源等效变换条件

√

综合

5

戴维南定理的验证

2

有源二端网络等效参数的测量,验证戴维宁定理

√

验证

四、课程考核

1、实验实习报告的撰写要求：

每次实验后每人必须独立完成一份实验报告。实验报告一般应包括以下内容：

(1) 原始记录 ( 数据、波形、现象及所用仪器设备编号等 ) 。(2) 画出实验电路，简述所做实验内容及结果。(3) 对原始记录进行必要的分析、整理。并将原始记录与预习时理论分析所得的结果进行比较，分析误差原因。(4) 重点报告实验中体会较深、收获较大的一、两个问题 ( 如果实验中出现故障，应将分析故障、查找原因作为重点报告内容 ) ，详细报告其过程，说明出现过什么现象，当时是怎么分析的，采取了什么措施，结果如何，有什么收获或应吸取什么教训。(5) 回答书后指定的思考题。实验报告封面上应写明实验名称、班号、实验者姓名、学号、实验日期和完成实验报告日期等，并将实验报告整理装订好，按任课教师指定的时间上交。

2、实验实习报告：5 次；

3、考核及成绩计算方式：最后两次实验计算成绩，各取50%。

五、参考书目

1．电路，第5版，高等教育出版社，邱关源主编，2006年5月出版

2．简明电路分析基础，高教出版社；李瀚荪编，2002年版。

制定人：陈晓审定人：陈晓批准人：郭业才

天气学分析基础

Essentials of Synoptic Analysis


课程类别：专业主干课


课程学时：32学时，实习 32 学时




先修课程：流体力学、热力学、大气物理学、大气探测与综合观测

适用专业：大气科学、大气物理、大气探测、水文气象、海洋科学

教材：天气学分析，气象出版社，寿绍文主编，2006年第2版。


二、课程的教学目标与任务

本课程是和《天气学原理》同时开设的一门学科基础必修课程，是大气科学专业主要课程之一。该课程理论与实践相结合，侧重于理论的应用、基本技能的训练及思考与分析问题等综合能力的培养。在教学中理论结合实践，应用天气学原理中所学理论知识解释天气图中的现象，以培养学生动手能力为指导思想，在课堂上精讲多练，进行天气分析基本技能的训练。通过本课程的学习，可使天气学原理中的理论知识、天气系统的空间结构及天气分析的原则得到加深理解和巩固；学生应掌握天气图分析方法和各项技术规定与要求；基本具备天气系统及锋面分析的能力；能较快、较准确分析高空天气图、地面天气图及部分辅助图表。


序号

实验名称

实验学时

内容提要

实验要求

实验类型

必修

选修

1

天气图及地面填图要素识别

2

(1)了解地图比例尺

(2)理解地图的投影

(3)掌握常见天气图底图及其适用、识别地面天气图填写符号

√

验证

2

等压线初步分析1

2

（1）了解锋面附近气压场特征、风压关系在天气分析中的应用

（2）理解各分析项目的目的与意义、理解等压线分析原则

（3）掌握等压线分析技术规定

√

验证

3

等压线初步分析2

2

（1）理解锋面附近气压场特征

（2）理解风压关系在天气分析中的应用；

（3）应用等压线分析原则

√

综合

4

气压场、变压场及天气区的初步分析

2

（1）了解天气系统与天气现象的关系；

（2）理解各分析项目的目的与意义、气压场的基本型式；

（3）掌握等变压线分析技术规定、天气区分析的技术规定

√

综合

5

等压面初步分析1

2

（1）了解天气系统结构特征

（2）理解等高（温）线分析的目的及意义、理解等值线及等高压线分析原则

（3）掌握高空天气图填写符号的识别；掌握等高线分析技术规定、等温线分析技术规定

√

验证

6


2

（1）理解等槽线切变线分析的目的及意义

（2）理解槽线切变线分析的方法

√

综合

7


2

（1）理解温度、湿度平流等分析的目的意义；

（2）掌握等比湿线分析技术规定；掌握温度平流分析的方法

√

综合

8

温压场的综合分析、锋面的结构

2

（1）了解不同层次天气图之间的联系

（2）理解天气系统的温压场结构、锋面的空间结构

（3）掌握气压系统的垂直结构与温度分布的关系；

√

综合

9

锋面附近气象要素的分布特征

2

（1）了解天气区与锋面的配置；

（2）理解锋面分析的意义、锋面的空间结构；

（3）掌握锋面附近要素场（包括温度、露点、气压、风、变压、变温、云和降水）特征；

√

综合

10

高空风资料在锋面分析中的应用及锋面初步分析

2

（1）了解高空风资料在锋面分析中的应用；

（2）理解锋面的空间结构；

（3）掌握锋面初步分析方法

√

综合

11

天气分析原则

2

（1）了解错误记录产生的原因；了解地方性记录的特点；

（2）理解判断错误记录的方法理解天气系统的空间配置；理解天气系统演变的历史连贯性；

（3）掌握从解决实际问题出发抓住分析的重点系统的思路与方法。

√

综合

12

锋区识别

2

（1）理解锋区在锋面分析中的作用、理解锋面的空间结构；

（2）学会识别锋区

√

综合

13

锋面的综合分析1

2

（1）了解高空风资料在锋面分析中的应用

（2）理解锋区的空间结构、定锋原则；

（3）掌握锋面附近要素场（包括温度、露点、气压、风、变压、变温、云和降水）特征

√

综合

14


2

（1）理解高空风资料在锋面分析中的应用

（2）理解锋面综合分析的步骤与思路

（3）应用定锋原则分析锋面；掌握锋区识别的方法；

√

综合

15


2

（1）了解云图等资料在锋面分析中的应用

（2）理解锋区在锋面分析中的作用、理解锋面的空间结构；

（3）掌握锋面附近要素场（包括温度、露点、气压、风、变压、变温、云和降水）特征在锋面分析中的应用；掌握定锋原则；掌握锋区识别的方法；掌握锋面综合分析的步骤与思路

√

综合

16

单站高空风图分析

2

（1）了解单站高空风图绘制方法（2）理解利用单站高空风图分析大气相对稳定度的方法；理解利用单站高空风图分析冷暖平流、锋面的方法

√

综合/设计

四、课程考核

（1）实验实习报告的撰写要求：根据每堂课的学习内容和课程要求完成天气图的绘制及规定项目的分析。天气图的绘制及分析要求课堂内基本完成、原则性错误不超过2-3个。

（2）实验实习报告：15次；

（3）考核及成绩计算方式：闭卷考试。平时成绩30%，期末考试成绩70%

五、参考书目（参考书名称，出版社；编者，出版年份）

1、天气学分析基本方法，气象出版社，寿绍文,刘兴中,王善华,侯定臣编著，1993，第一版

2、天气学原理与方法，气象出版社，朱乾根林锦瑞寿绍文唐东升编著，2007年,第四版

制定人：唐卫亚审定人：卢楚翰批准人：李栋梁

典型天气过程分析II

Analysis of Typical Synoptic Processes II


课程类别：专业方向课


课程总学时：32学时，实习 32 学时

课程性质：选修


先修课程：流体力学、热力学、大气物理学、大气探测与综合观测、天气学原理、天气学分析基础

适用专业：海洋科学、大气探测、大气物理

教材：天气学分析，气象出版社，寿绍文、励申申、王善华、徐海明、于玉斌、赵远东编著，2006，第二版


二、课程的性质和任务

本课程是和《中国天气》同时开设的一门专业课。目的是通过本课程，使所学天气学原理和中国天气知识得到加深理解和巩固，熟练掌握天气图分析方法和各项技术要求，掌握《中国天气》各章节中天气系统生、消演变规律，理解各种典型天气过程的分析着眼点。

在教学中理论结合实践，尽可能应用所学理论解释所出现的问题，培养学生动手能力为指导思想，在课堂上精讲多练，加强基本技能的训练，对各种分析基本上达到规定的要求。培养学生独立思考、总结、分析问题的能力，能写出较为完整的天气过程小结，为天气预报建立坚实的天气分析基础。


序号

实验名称

实验学时

内容提要

实验要求

必修

选修

1

温带气旋的分析

6

1、北方气旋的特征及其发生、发展过程（0.5学时）

2、南方气旋的特征及其发生、发展过程（0.5学时）

3、温带气旋的预报（主要讲北方气旋）（1个学时）

4、北方气旋个例分析（4个学时）

必修

综合

2

寒潮天气过程的分析

6

1、寒潮天气过程的环流型(0.5学时)

2、冷空气爆发的分析和预报、西风带槽脊的移动、发展的分析和预报（1学时）

3、西风带长波的分析（0.5学时）

4、寒潮天气过程个例分析小结（4学时）

必修

综合

3

大型降水过程的分析

8

1、中国大型降水过程及暴雨概述（1学时）

2、江淮梅雨（0.5学时）

3、降水条件的诊断分析（0.5学时）

4、梅雨天气过程的个例分析（6学时）

必修

综合

4

强对流天气分析

8

1、强对流天气过程的成因分析及天气预报(1学时)

2、强对流天气过程的环流背景（1学时）

3、强对流天气过程个例分析（6学时）

必修

综合

5

台风天气过程的分析

4

1、台风概述（0.5学时）

2、台风的路径（1学时）

3、台风暴雨（0.5学时）

4、台风个例小结（2学时）

必修

综合

四、课程考核

（1）实验实习报告的撰写要求：根据每堂课的学习内容和课程要求完成天气图的绘制及规定项目的实习报告分析。

（2）实验实习报告：4次；

（3）考核及成绩计算方式：闭卷考试。平时成绩30%，期末考试成绩70%

五、参考书目

（1）天气学原理和方法，气象出版社，朱乾根、林锦瑞、寿绍文、唐东升编著,2007，

第四版

（2）天气学分析基本方法，气象出版社，寿绍文、刘兴中、王善华、侯定臣编著,2000，

第二版

（3）天气学分析，气象出版社，陈中一等编著，2010，第一版

（4）Weather ananlysis and forecasting, Elsevier press,Patrick Santurette & Christo

G.Georgiev, 2005

（5）中国之暴雨，科学出版社，陶诗言等编著，1980，第一版

（6）暴雨预报，气象出版社，章淹等编著，1990，第一版

（7）台站台风预报服务方法和思路，气象出版社，叶子祥编著，2013，第一版

制定人：贾建颖审定人：李艳批准人：李栋梁

气象统计方法Ⅲ

Meteorological Statistical Method



课程学分： 3 学分

课程总学时：48 学时，其中讲课： 38学时，上机：10 学时



先修课程：高等数学，线性代数，概率统计，天气学原理

适用专业：大气探测、大气物理

教材：气象统计预报，气象出版社，施能编，2009年，第一版



气象统计方法是以线性代数、概率论和数理统计学为基础，利用数理统计方法对气象资料进行分析以及预报的方法。该课程是大气科学类各专业的一门专业基础课。

通过本课程的教学，使学生能够掌握气象统计学基本的方法和原理，能够正确释用常用的统计软件相应的分析结果；能够熟悉气象统计学方法在分析和预报天气上的技术应用。主要包括预报因子的挑选与检验，预报方法的建立，统计与分析气象资料中的统计规律。

通过该课程的学习达到培养学生能够用学到的方法与技能从事科学研究的能力，为将来从事天气预报的业务及气象科学研究工作打下基础。


1．气象资料及其表示方法（4学时）

1.1单个要素的气象资料（2学时)

1.2多个要素的气象资料（2学时）

（1）掌握描述单个和多个要素气象资料的表征以其统计量（如平均值、距平、方差、均方差、频率分布、总体与样本、分布函数、分布列与频率表）；掌握区域资料的利用方法；

（2）熟悉数据的标准化与正态化方法；

（3）理解各个统计概念在气象分析和研究中的具体含义；

（4）结合具体要素初步了解常用统计量如平均值、距平、均方差等的实际应用情况；

重点：基本统计量的计算（平均值、距平、方差、均方差等）

难点：常用统计量的编程计算及实际应用

2．选择最大信息的预报因子（4学时）

2.1概率、条件概率以及预报指标(1学时)

2.2天气预报指标的统计检验(0.5学时)

定量数据的指标(简单相关系数、自相关系数、偏相关系数、复相关系数) (2学时)

高相关变量间的相关系数及其检验(0.5学时)

（1）掌握相关系数、偏相关系数的概念和计算；

（2）熟悉高自相关变量间的相关系数的计算以及各类相关系数的统计检验；

（3）理解概率和条件概率的概念，理解如何利用条件概率的概念确定预报指标以及天气预报指标的统计检验；

重点：相关系数、自相关系数的编程计算

难点：相关系数的统计检验

3．回归分析（12学时）

3.1一元线性回归（3学时）

3.2多元线性回归（3学时）

3.3逐步回归（4学时）

3.4回归方程的统计检验（2学时）

（1）掌握一元线性回归的正态线性回归模型，回归系数与相关系数的关系，以及一元线性回归方程的三种形式；掌握多元线性回归的模型，熟悉回归系数的最小二乘估计方法和不同形式的正规方程组；掌握回归方差与剩余方差的定义及计算方法，回归方程的统计检验——F检验，方差贡献的概念和预测因子的显著性检验方法和原理；

（2）熟悉逐步回归的基本思想；理解逐步回归中回归系数的计算方法、逐步回归中方差贡献的计算方法，引入与剔除变量的F检验方法及原理，逐步回归中复相关系数、剩余标准差、逐步回归计算；了解逐步回归的具体步骤；

（3）理解复相关系数的定义、概念及计算方法；

重点：掌握一元回归和多元回归的方法及显著性检验

难点：理解回归方差与剩余方差的意义

4．气候变化趋势分析（5学时）

4.1线性倾向估计（1学时）

4.2滑动平均（1学时）

4.3累积距平（1学时）

4.4二次平滑（1学时）

4.5变化趋势的显著性检验（1学时）

（1）掌握分析气象要素气候变化趋势常用方法（如线性回归方法、滑动平均、累积距平、二次平滑方法等）的基本原理；

（2）掌握变化趋势的显著性检验方法；

（3）熟悉上述方法的实际应用；

重点：掌握气象要素气候变化趋势的常用方法

难点：气候变化趋势的显著性检验及实际应用

5．气候稳定性检验（5学时）

5.1平均值和方差的检验（2学时）

5.2一地气候稳定性检验（1.5学时）

5.3两地间气候显著性差异的检验(1.5学时)

（1）掌握均值的检验方法（u检验、t检验）、方差的检验方法（x2检验、F检验）的原理以及步骤；

（2）熟悉上述方法在气候稳定性分析中的应用；

（3）了解统计检验和统计假设的概念，以及统计检验的一般流程；

重点：掌握均值、方差检验的方法

难点：均值检验和方差检验在气候稳定性分析（或观测资料分析）中的应用

6．气象场的自然正交展开（4学时）

6.1 EOF分析的基本原理(2学时)

6.2 EOF方法在分析气象问题中的应用（2学时）

（1）掌握气象场自然正交展开方法的基本原理，理解特征向量和时间系数的概念，了解该方法的计算过程；

（2）熟悉自然正交展开的的步骤、资料的预处理，应用自然正交函数分解进行气象要素场的分析、方差贡献率的计算与收敛性的分析；

（3）了解自然正交函数分解的基本思想及其优点；了解自然正交展开的特征值估计误差问题；

重点：掌握气象场自然正交展开方法的基本原理、步骤、资料预处理及程序的调用、输出。

难点：理解特征向量和时间系数的概念

7．聚类分析（4学时）

（1）了解相似统计量（距离系数、相似系数、相关系数及综合指标）的概念；(2学时)

（2）了解最短距离法，最长距离法，重心方法，均值连接方法，离差平方和法；掌握系统聚类法的步骤；(2学时)

重点：掌握聚类分析的基本步骤

难点：聚类分析结果的释用

四、课程考核

（1）作业等：作业： 5次，课程论文：1 篇；

（2）考核方式：闭卷笔试

（3）总评成绩计算方式：平时成绩（15%）、实习成绩（15%）、期中考试成绩（10%）和期末考试成绩（60%）综合计算

五、参考书目

1、气象科研与预报中的多元分析方法，气象出版社；施能编著，2002年，第二版。

2、气象统计分析与预报方法，气象出版社；黄嘉佑编著，2010年，第三版。

3、气候变率诊断和预测方法，气象出版社；吴洪宝，吴蕾编著，2005年，第二版。

4、现代气候统计诊断预测技术，气象出版社；魏凤英编著，2009年，第二版。

5、Mathematical methods in science and engineering, Hoboken, N.J.: Wiley-Interscience, S. Selcuk Bayin, c2006.

6、Mathematical methods in the physical sciences, New York: Wiley, Mary L. Boas. c1983, 2nd ed.

制定人：蒋熹,李丽平审定人：卢楚翰批准人：李栋梁

气象统计方法Ⅲ（上机）

Meteorological Statistical Method



课程学时： 10学时



对应理论课程及性质：气象统计方法Ⅲ

适用专业：大气探测、大气物理

教材：气象统计预报，气象出版社，施能编，2009年，第一版


二、课程的教学目标和任务（包括课程性质、教学目标、任务、主要内容、重点及深度等）

通过对气象统计学方法的实习工作，对气象统计学方法基本原理有清楚的认识，使学生熟悉气象统计学方法在分析和预报天气上的技术应用。通过本课程的实习，使学生了解预报因子的挑选与检验，预报方法的建立，统计与分析气象资料中的统计规律等基本原理和实践应用。

通过该课程的学习达到培养学生能够用学到的方法与技能从事科学研究的能力，为将来从事天气预报的业务及气象科学研究工作打下基础。


序号

实验名称

实验学时

内容提要

实验要求

实验类型

必修

选修

1

气象要素基本统计量的计算

1

编程计算基本统计量如平均值、距平、均方差

√

综合

2

相关系数及偏相关系数的计算

2

编写简单相关系数及相应检验程序、并用Nino3区海温异常指数与中国夏季降水求相关；尝试编写偏相关系数的程序

√

综合

3

气候变化趋势分析

1

编写滑动平均、累计距平等程序

√

综合

4

一元线性回归分析

3

首先编写一元线性回归的程序，包括显著性检验；进一步尝试编写多元回归、逐步回归的程序

√

综合

5

气象场的自然正交展开

3

利用自然正交函数展开的程序，对海温场或者中国160站降水场进行分析，对结果进行分析，以进一步熟悉该方法原理

√

综合

四、课程考核

（1）实验实习报告的撰写要求：给出计算结果、相应的图表和对结果的分析讨论及程序源代码

（2）实验实习报告：5次，课程设计论文：1 篇；

（3）考核及成绩计算方式：平时成绩、实验成绩综合计算

五、参考书目（参考书名称，出版社；编者，出版年份，版次等；）

1、气象统计分析与预报方法，气象出版社；黄嘉佑编著，2010年，第三版。

2、气候变率诊断和预测方法，气象出版社；吴洪宝，吴蕾编著，2005年，第二版。

3、现代气候统计诊断预测技术，气象出版社；魏凤英编著，2009，第二版。

4、SPSS统计分析基础教程,高等教育出版社；张文彤、邝春伟著，2011，第二版。

制定人：蒋熹,李丽平审定人：卢楚翰批准人：李栋梁

现代大气探测学

Advanced Atmosphere Sounding

一、基本情况



课程总学时：48学时，其中讲课：48学时，课外 18 学时



先修课程：无

适用专业：大气科学专业(大气探测方向)

教材：《大气探测学》，气象出版社，王振会主编，2011年3月第1版

开课单位：大气物理学院大气探测系


现代大气探测是大气科学专业（大气探测方向）本科生的一门专业基础课程，要求学生掌握现代大气探测的基本要求，了解气象观测站的建设要求及其分类；掌握云、能见度、天气现象、温度、湿度、气压、风、辐射、日照、降水、积雪等常规地面气象观测内容的常用观测仪器（表）的构造、工作原理、观测和记录方法及误差来源，并熟悉常用观测仪器（表）的安装和维护方法；掌握高空气象探测的基本内容和方法；掌握自动气象站的基本组成及其工作原理；掌握激光雷达探测、微波辐射计探测、风廓线雷达探测、GNSS气象探测等现代气象探测方式的探测内容、基本原理及应用领域；掌握天气雷达的基本组成、基本原理和资料分析与应用领域；掌握气象卫星探测的特点、基本原理和资料分析与应用领用。

地面气象观测是气象观测业务的核心，也是本课程的授课重点。同时，结合课外实习，使学生比较全面地了解现代气象探测的原理、内容、仪器设备和观测要求。对于遥感探测部分，只须提纲挈领性地讲解即可，后续专业课程将作深入介绍。


1.绪论（3学时）

（1）熟悉地面气象观测的发展概况、观测原理、观测方法、观测仪器；

（2）掌握大气探测的基本要求，主要观测内容；

（3）熟悉大气探测的发展概况，探测仪器的性能指标；

（4）熟悉地面气象观测的组织工作、观测场和探测环境的基本要求；

（5）理解大气探测的原理和方法，误差来源。

重点：地面气象观测的原理、方法和大气探测的基本要求。

难点：理解大气探测的原理、方法和误差来源。

2.云的观测（4学时）

（1）掌握云的定义及其分类；

（2）掌握29类云的特征；

（3）掌握云的主要观测内容和观测、记录方法。

重点：云的分类、特征、符号和观测内容。

难点：云的特征、符号和记录方法。

3.能见度的观测（2学时）

（1）掌握能见度的基本概念；

（2）掌握能见度的观测、记录方法；

（3）熟悉能见度仪的种类、工作原理和观测方法。

重点：能见度的基本概念、观测和记录方法。

难点：能见度仪的工作原理。

4.天气现象的观测（2学时）

（1）掌握天气现象的基本概念；

（2）熟悉各种天气现象的符号、特征及区别；

（3）了解天气现象的器测进展。

重点：天气现象的基本概念，各种天气现象的符号、特征及区别。

难点：天气现象的器测进展。

5.温度的测量（3学时）

（1）掌握温度和温标的基本概念；

（2）掌握常用测温仪器的构造、工作原理、特点；

（3）熟悉温度的观测和记录方法；

（4）熟悉各类测温仪器的误差来源；

（5）熟悉温度测量的防辐射装置及其影响。

重点：温度和温标的基本概念，常用测温仪器的构造、工作原理、特点。

难点：各类测温仪器的误差来源、温度测量的防辐射装置及其影响。

6.湿度的测量（3学时）

（1）掌握湿度的基本概念；

（2）掌握常用湿度测量仪器的构造、工作原理、特点；

（3）熟悉温度的观测和记录方法；

（4）熟悉常用湿度测量的误差来源；

（5）了解其他湿度测量方法以及电学、光学湿度测量仪器的工作原理、特点。

重点：湿度的基本概念，常用湿度测量仪器的构造、工作原理、特点。

难点：常用湿度测量的误差来源。

7.气压的测量（3学时）

（1）掌握气压的基本概念；

（2）掌握常用气压测量仪器的构造、工作原理、特点；

（3）熟悉气压的观测和记录方法;

（4）熟悉常用气压测量仪器的误差来源；

（5）熟悉本站气压的订正方法及海平面气压的计算方法；

（6）熟悉气压电学测量仪器的构造及工作原理。

重点：气压的基本概念，常用气压测量仪器的构造、工作原理、特点。

难点：常用气压测量仪器的误差来源、本站气压的订正方法及海平面气压的计算方法。

8.地面风的测量（3学时）

（1）掌握风的基本概念；

（2）掌握常用测风仪器的构造、工作原理、特点；

（3）熟悉常用测风仪器的误差来源；

（4）熟悉地面风的观测和记录方法;

（5）熟悉其他测风仪器的工作原理和特点；

（6）了解风速检定设备及其检定方法。

重点：风的基本概念，常用测风仪器的构造、工作原理、特点。

难点：测风仪器的误差来源、风速检定设备及其检定方法。

9.降水的测量（3学时）

（1）掌握降水的基本概念；

（2）掌握常用降水测量仪器的构造、工作原理、特点；

（3）熟悉常用降水测量仪器的误差来源；

（4）熟悉常用降水测量仪器的操作、维护方法。

（5）熟悉其他降水测量仪器的工作原理和特点。

重点：降水的基本概念，常用降水测量仪器的构造、工作原理、特点。

难点：降水测量仪器的误差来源、常用降水测量仪器的操作和维护方法。

10.积雪的测量（1学时）

（1）掌握雪深、雪压的定义及常用的观测方法；

（2）熟悉积雪观测的要求；

（3）了解积雪的自动观测方法。

重点：雪深、雪压的定义及常用的观测方法。

难点：积雪观测的要求、自动观测方法。

11.蒸发的测量（1学时）

（1）掌握蒸发的基本概念；

（2）熟悉常见蒸发测量仪器的构造、工作原理、测量方法及误差来源。

重点：常见蒸发测量仪器的构造、工作原理、测量方法。

难点：常见蒸发测量仪器的误差来源。

12.辐射的测量（3学时）

（1）掌握太阳辐射和地球辐射的特点；

（2）掌握辐射的基本概念；

（3）掌握各种常用辐射测量仪器的构造、工作原理和特点；

（4）熟悉各种常用辐射测量仪器的误差来源；

（5）了解各种辐射观测项目的观测要求和记录方法；

（6）了解辐射数据的质量控制方法。

重点：太阳辐射和地球辐射的特点，以及各种常用辐射测量仪器的构造、工作原理和特点。

难点：常用辐射测量仪器的误差来源。

13.日照的测量（1学时）

（1）掌握日照及日照时数的定义；

（2）掌握常用日照测量仪器的构造、工作原理和特点；

（3）熟悉常用日照测量仪器的观测、记录方法和误差来源；

（4）了解日照的自动观测方法。

重点：日照及日照时数的定义，以及常用日照测量仪器的构造、工作原理和特点。

难点：常用日照测量仪器的误差来源。

14.自动气象站（3学时）

（1）掌握自动气象站的定义、构成、主要功能和工作原理；

（2）熟悉自动气象站的使用、维护方法；

（3）熟悉地面气象测报业务系统软件；

（4）了解自动气象站常见故障的处理方法。

重点：自动气象站的定义、构成、主要功能和工作原理。

难点：自动气象站的使用、维护方法，以及常见故障的处理方法。

15.高空探测（3学时）

（1）掌握无线电探空仪的组成、工作原理；

（2）掌握常用高空风的探测方法、原理及操作方法；

（3）熟悉探空仪的观测误差；

（3）了解探空资料的整理方法。

重点：无线电探空仪的组成、工作原理，以及常用高空风的探测方法、原理及操作方法。

难点：探空仪的观测误差。

16.飞机气象探测（1学时）

（1）掌握飞机气象探测的内容及其探测方法、原理；

（2）了解飞机气象探测的误差来源。

重点：飞机气象探测的内容及其探测方法、原理。

难点：飞机气象探测的误差来源。

17.天气雷达探测（2学时）

（1）掌握天气雷达的基本组成、工作原理；

（2）熟悉天气雷达的主要技术指标；

（2）熟悉天气雷达资料的分析与应用领域。

重点：天气雷达的基本组成、工作原理，以及天气雷达资料的分析与应用领域。

难点：天气雷达的主要技术指标。

18.激光雷达探测（1学时）

（1）掌握激光雷达的基本组成；

（2）熟悉激光雷达的主要探测内容及其基本原理。

重点：激光雷达的基本组成。

难点：激光雷达的主要探测内容及其基本原理。

19.风廓线雷达探测（1学时）

（1）掌握风廓线雷达的探测原理及探测资料的特点；

（2）熟悉风廓线资料的应用领域；

（3）了解相控阵风廓线雷达的特点及组成。

重点：风廓线雷达的探测原理及其资料应用领域。

难点：相控阵风廓线雷达的特点及组成。

20.微波辐射计探测（1学时）

（1）掌握微波辐射的基本概念及测量原理；

（2）熟悉微波辐射计结构原理；

（3）了解微波辐射计的应用领域。

重点：微波辐射的基本概念、测量原理和应用领域。

难点：微波辐射计结构原理。

21.气象卫星探测（2学时）

（1）了解气象卫星的观测特点；

（2）掌握卫星遥感的基本概念；

（3）掌握气象卫星轨道；

（4）熟悉常见星载探测仪器；

（5）熟悉气象卫星资料的分析与应用领域；

（6）了解国际新一代对地观测系统。

重点：气象卫星的观测特点、卫星遥感的基本概念和气象卫星轨道。

难点：气象卫星资料的分析与应用领域、国际新一代对地观测系统。

22.GNSS气象探测（2学时）

（1）熟悉GNSS系统的基本组成；

（2）掌握GPS原理；

（3）熟悉地基GPS/MET探测的基本原理及其应用领域；

（4）了解天基GPS/MET探测的基本原理、现状及其进展。

重点：GNSS系统的基本组成、GPS原理。

难点：地基GPS/MET探测的基本原理及其应用领域，以及天基GPS/MET探测的基本原理、现状及其进展。

四、课程考核

（1）作业等：作业：0次，课程论文：0 篇；


（3）总评成绩计算方式：平时成绩10%,期末考试成绩90%

五、参考书目

1、地面气象观测规范，气象出版社，中国气象局，2003年11月第1版。

2、现代气象观测，北京大学出版社，张霭琛编著，2000年5月第1版。

3、地面气象观测，气象出版社，崔讲学主编，2011年7月第1版。

4、大气探测学原理与方法，张文煜，袁九毅编著，2007年5月第1版。

5、大气探测学，气象出版社，孙学金主编，2009年8月第1版

制定人：陈爱军审定人：鲍艳松批准人：杨军

气象仪器检定与维护

Meteorological Instrument Calibration and Maintenance




课程总学时：48 学时，其中讲课：32学时，实验：16 学时，课外18 学时



先修课程：电路分析基础、模拟电子线路、数字电子线路

适用专业：大气科学（大气探测方向）

教材：《气象仪器和观测方法指南第六版》，中国气象局监测网络司



气象仪器检定与维护是大气探测方向专业主干课。本课程理论和实践并重，具有很强的实用性。本课程要求学生了解温度、气压、湿度、风向风速、降水、蒸发等气象要素测量仪器的工作原理，掌握其检定规程、比对、校准和维护方法。


1、气象仪器检定与维护概述（2学时）

（1）了解气象观测概念；

（2）理解对气象观测仪器的总体要求；

（3）掌握气象仪器特性、测量准确度、测量误差定义。

重点：气象仪器的测量标准、准确度及误差。

2、温度测量仪器检定与维护（4学时）

（1）理解玻璃液体温度表、铂电阻测温、辐射测量的误差来源、校准和维护；

（2）掌握自动气象站温度传感器检定规程，电测温度表的误差来源、校准和维护；

（3）了解百叶箱及其他人工通风屏蔽装置的作用；

重点：自动气象站温度传感器检定原理和工作流程。

难点：理解辐射测量的原理。

3、气压测量仪器检定与维护（4学时）

（1）了解水银气压表的读数修正、误差来源；

（2）掌握自动气象站气压传感器检定规程，电子气压表的工作原理、误差来源；

（3）理解气压表的比对、校准和维护原理。

重点：自动气象站气压传感器检定原理和工作流程。

难点：气压表的比对与校准。

4、湿度测量仪器检定与维护（4学时）

（1）了解常用湿度测量方法和常见湿度表；

（2）掌握自动气象站湿度传感器检定规程，电阻湿度表、电容湿度表原理；

（3）理解湿度表校准原理、方法。

重点：自动气象站湿度传感器检定原理和工作流程。

难点：湿度表的校准原理和方法。

5、风向风速传感器检定与维护（4学时）

（1）了解测风仪器的安置条件；

（2）理解测风仪器的校准与维护原理；

（3）掌握自动气象站风向风速传感器检定规程。

重点：掌握自动气象站风向风速传感器检定原理和工作流程。

6、降水测量仪器检定与维护（4学时）

（1）了解降水测量仪器的选址与安置条件；

（2）理解雨量计误差、校准与维护原理；

（3）掌握自动气象站降水传感器检定规程。

重点：自动气象站降水传感器检定原理和工作流程。

7.蒸发测量仪器检定与维护（4学时）

（1）了解蒸发量测量方法；

（2）理解超声波蒸发传感器原理、结构；

（3）掌握自动气象站超声波蒸发传感器检定规程。

重点：自动气象站超声波蒸发传感器检定原理和工作流程。

难点：超声波测量蒸发量的原理。

8.能见度与天气现象仪器检定与维护（2学时）

（1）了解各种天气现象的在仪器中的表现形式；

（2）理解能见度测量原理和方法；

（3）掌握能见度仪、天气现象仪安置、校准和维护。

重点：能见度测量的原理和方法。

难点：天气现象仪器的原理。

9.GPS探空仪检定与维护（2学时）

（1）了解GPS探空仪误差来源；

（2）理解GPS探空仪比对、校准和维护；

（3）掌握GPS探空仪的测量原理。

重点：GPS探空仪的比对和校准。

难点：GPS探空仪误差来源。

10. 常用检定设备（2学时）

（1）了解常用的检定设备原理、功能、种类；

（2）理解检定设备的工作流程；

（3）掌握常用检定设备的使用。

重点：常用检定设备的类型和功能。

难点：常用检定设备的操作规范。

四、课程考核

（1）作业等：作业：3次

（2）考核方式：开卷考试

（3）总评成绩计算方式：平时成绩10%、实验成绩20%、期末成绩70%综合计算

五、参考书目

1.自动气象站实用手册，气象出版社；李黄著，2007年，第1版

2.自动气象站原理与测量方法，气象出版社；胡玉峰，2004年，第1版

3.自动气象站传感器检定规程：JJG(气象)001-2011、JJG(气象)002-2011、JJG(气象)003-2011、JJG(气象)004-2011、JJG(气象)005-2011、JJG(气象)006-2011.

制定人：黄建松审定人：鲍艳松批准人：杨军

气象仪器检定与维护（实验）

Meteorological Instrument Calibration and Maintenance



课程学时： 16学时

开设项目数：6个


对应理论课程及性质：气象仪器检定与维护


教材：《气象仪器和观测方法指南第六版》，中国气象局监测网络司



气象仪器检定与维护是大气探测方向专业主干课。本课程课内实验要求学生在深入理解温度、气压、湿度、风向风速、降水、蒸发等气象要素测量仪器的工作原理的基础上，通过实践操作掌握典型气象传感器的检定规程、比对、校准和维护方法。


序号

实验名称

实验学时

内容提要

实验要求

实验类型

必修

选修

1

温度传感器

检定实验

4

按温度传感器检定规程开展实验；熟悉温度传感器校准和维护

√

验证

2

气压传感器

检定实验

4

按气压传感器检定规程开展实验；熟悉气压传感器校准和维护

√

验证

3

湿度传感器

检定实验

2

按湿度传感器检定规程开展实验

√

验证

4

风向风速传感器检定实验

2

按风向风速传感器检定规程开展实验

√

验证

5

降水传感器

检定实验

2

按降水传感器检定规程开展实验；熟悉雨量计校准与维护

√

验证

6

超声波蒸发传感器检定实验

2

按超声波蒸发传感器检定规程开展实验；熟悉雨量计校准与维护

√

验证

四、课程考核

（1）实验实习报告：6次

（2）考核及成绩计算方式：以实验报告考核成绩

五、参考书目

1.自动气象站实用手册，气象出版社；李黄著，2007年，第1版

2.自动气象站原理与测量方法，气象出版社；胡玉峰，2004年，第1版

3.自动气象站传感器检定规程：JJG(气象)001-2011、JJG(气象)002-2011、JJG(气象)003-2011、JJG(气象)004-2011、JJG(气象)005-2011、JJG(气象)006-2011.

制定人：黄建松审定人：鲍艳松批准人：杨军

卫星气象学I

Satellite Meteorology




课程总学时：64学时，其中讲课：64学时



先修课程：大气探测学，大气物理学，天气学


教材：《卫星气象学》，气象出版社，陈渭民编著，2005年第二版



卫星气象学是大气探测本科专业主干课之一，是深入学习应用气象卫星资料和从事卫星气象科学研究的基础。本课程由两部分组成：气象卫星探测原理和气象卫星资料分析应用。通过本课程学习重点要求牢牢掌握卫星气象探测的基本理论和原理，特别是辐射基本理论不仅是难点而且是重点，以及卫星资料在天气分析和预报中的应用、由卫星云图定量获取气象信息。


1．绪论（4 学时）

（1）熟悉气象卫星遥感探测的特点；

（2）了解卫星遥感的意义和内容；卫星资料在大气科学和其它领域中的应用；极地轨道卫星发展概况和静止气象卫星发展概况；

重点：气象卫星遥感探测的特点, 卫星资料在大气科学和其它领域中的应用；

难点：无。

2．卫星运动规律和气象卫星轨道（7 学时）

（1）掌握气象卫星轨道的实现及气象卫星的观测；

（2）理解卫星轨道和卫星在空间的运动规律；

（3）理解卫星轨道参数和轨道的摄动；

（4）初步了解卫星的发射和卫星技术；

重点：卫星的轨道参数和计算；卫星轨道的摄动；太阳同步卫星轨道和地球同步卫星轨道及其实现；卫星姿态和稳定方式。

难点：卫星轨道的摄动；太阳同步卫星轨道的实现。

3．卫星遥感辐射基础（14 学时）

（1）掌握辐射基本定理；辐射传输方程；太阳辐射和短波辐射和大气气体的长波吸收；卫星接收的辐射及卫星遥感方程；

（2）熟悉电磁波谱和辐射度量；地面辐射特性；云和气溶胶的辐射参数；

重点：与辐射有关的基本概念和基本定理；各种气体分子的波谱特征；各种气象条件下卫星接收的辐射；卫星遥感的辐射传输理论。

难点：卫星遥感的辐射传输理论。

4．卫星资料获取、接收和处理（8 学时）

（1）掌握卫星观测仪器的基本特征；极轨气象卫星观测仪器；静止卫星观测仪器；卫星云图的图象表示和增强处理。

（2）熟悉卫星资料接收设备和处理系统；地面接收卫星资料范围的确定；卫星轨道报格式；

（3）了解卫星云图定位网格的计算和制作；

重点：卫星观测仪器的基本原理、卫星探测的分辨率、卫星仪器的标定，重要观测仪器的结构和观测方式和技术参数，卫星资料发送的格式，卫星云图的处理内容，卫星接收范围的确定，卫星轨道报，定位网格制作，红外云图增强原理。

难点：观测仪器的结构和观测方式和技术参数；卫星接收范围的确定。

5．卫星图象的分析基础（6 学时）

（1）掌握卫星图象的基本特征；卫星云图识别判据（结构型式边界形状范围大小色调暗影纹理）；卫星云图上各类云的识别（卷状云积雨云中云积云浓积云层积云层云雾雨层云多层云）

（2）熟悉地表特征分析（陆地风沙浮尘沙尘暴水面洋流海水中的涡旋积雪冰）；

重点：卫星各通道的观测原理；各类云的识别，尤其是积雨云、卷云的识别。

难点：各类云的区分，从卫星云图上区分中云、层积云和层云雾，区分积雪和云。

6．中纬度天气系统的卫星云图分析（10 学时）

（1）掌握中纬度地区的大尺度云系；水汽图的大尺度分析；卫星云图分析高空天气系统；锋面云系；温带气旋云系；急流云系；

重点：逗点云、斜压叶云和变形场云特点和云图上分析，水汽图上的边界识别和分析；高空槽云系、锋面云系、气旋云系、急流云系的分析和预报。

难点：卫星云图的分析应用，确定各类天气系统的云系，预报云系的演变。

7．卫星云图在热带天气分析和预报中的应用（5 学时）

（1）掌握卫星云图在热带天气分析中的应用；热带天气系统的卫星云图特征；台风发生发展的云图特征；

（2）理解卫星云图确定台风强度；热带气强度的预报方法；热带气旋路径的卫星云图预报；

重点：热带天气尺度系统是分析，台风中心位置和强度是确定，台风未来云系分布和强度、路径的预报。

难点:台风中心位置和强度的确定。

8．夏季对流云系卫星云图分析（6 学时）

（1）掌握由卫星云图分析触发对流云生成的条件；中尺度对流系统分析；中尺度雹暴云团和我国强雹暴云团的发生发展；中尺度暴雨云团（非飑线云团）的分析和预报；

（2）熟悉夏季对流性暴雨云团的预告和天气尺度云系演变的动态模式；

重点：对流云系发生的条件，中尺度对流系统的识别，暴雨、冰雹大风等灾害性天气的分析和预报。

难点：对流性天气的分析。

9．由卫星资料估算降水、风和云参数（4 学时）

（1）理解由卫星资料估算降水；估算风；估算云参数。

注：气象卫星资料在其它学科的应用由后续课程“气象卫星资料的多学科应用”介绍。

重点：卫星资料估算降水、风和云参数的方法。

难点：卫星资料估算降水、风和云参数的方法。

四、课程考核

（1）作业等：作业： 3-4次


（3）总评成绩计算方式：平时成绩(10%)、期中成绩(20%)、期末考试成绩(70%)

五、参考书目

1、气象卫星-系统、资料及其在环境中的应用，气象出版社，许建民等译，1994；

2、卫星观测热带云和云系，气象出版社，卫星气象中心等多人译，1996；

3、暴雨系统的卫星遥感理论和方法，气象出版社，张文建、许健民、方宗义等著，2004；

4、遥感应用分析原理与方法，科学出版社，赵英时等编著，2007

制定人：王振会、钱博审定人：鲍艳松批准人：杨军

雷达气象学I

Radar Meteorology




课程总学时：64学时，其中讲课：64学时，期中考试：2学时



先修课程：大气探测学，大气物理学，天气学

适用专业：大气科学专业（大气探测方向）

教材：《雷达气象学》，气象出版社；张培昌等编著，2010年第二版


二、性质、教学目标和任务

教学目标：使学生能够从理论上掌握雷达气象学的原理，并学会分析雷达回波，能够进行临近预报和降水估测等。

教学任务：系统讲解雷达探测气象目标的理论基础例如降水粒子对电磁波的散射、电磁波在大气传播过程中的衰减、折射，雷达定量测量降水原理、方法，脉冲多普勒天气雷达测速原理等。教学中要结合回波图片分析和辨别一些典型降水系统的回波特征。通过课程的学习，可以为从事雷达气象方面的理论研究打下坚实的基础，并为从事临近预报业务提供必要的训练。


第一章概述（4学时）

1. 掌握雷达气象系统的组成和关键参数。

2. 了解雷达气象发

Documents

目录 - nuist.edu.cndqwl.nuist.edu.cn/upload/file/20161110/... · Web view1．电路，第5版， 高等教育出版社，邱关源主编，2006年5月出版. 2．简明电路分析基础，高教出版社；李瀚荪编，2002年版。

目录 - nuist.edu.cndqwl.nuist.edu.cn/upload/file/20161110/... · Web view1．电路，第5版，高等教育出版社，邱关源主编，2006年5月出版. 2．简明电路分析基础，高教出版社；李瀚荪编，2002年版。