南京信息工程大学2019考研大纲:F05云降水物理学

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  南京信息工程大学2019考研大纲:F05云降水物理学

  科目代码:F05

  科目名称:云降水物理学

  第一部分 课程目标与基本要求

  云、雾、降水物理过程是大气水循环的核心组成部分,是地球大气的热量、水份和动量平衡的关键因素,它不仅影响到局地的和短期的天气过程,也影响到大气环流和全球气候的变化。此外,云和降水还会影响大气污染、大气雷电和电磁辐射的传播。

  本课程以大气热力学和大气动力学为基础,研究大气中水分在各阶段所经历的物理过程,即研究云、雾和降水和形成、发展和消散的物理规律,是大气科学中最为重要的分支学科之一,是雷达气象学、天气导变、强风暴等物理气象学的核心,与《云动力学》、《云降水物理实验》等课程相配合,共同构筑专业知识结构的核心框架。

  课程教学目标是使学生掌握云降水形成的基本原理,培养学生从微物理角度分析和解决大气科学问题的能力。

  第二部分 课程内容与考核目标

  1.绪论

  (1)掌握云降水物理学的学科性质和研究意义;

  (2)熟悉研究方法体系;

  (3)理解学科发展与社会经济进步的关系;

  (4)了解主要研究对象;

  (5)了解学科发展历史;

  2.云降水宏观特征

  (1)掌握湿空气达到饱和的主要途径

  (2)掌握云内湿度和含水量的一般特征、积状云和层状云的宏观特征、热泡理论、气团雷暴的结构与生命史;

  (3)熟悉锋面气旋中的雨带结构;

  (4)了解大气水循环过程、雾的形成过程与结构特征、卷云的宏观特征、热带气旋的云系结构特征;

  (5)初步了解全球云、雾、降水分布和云的日、季变化;

  3.云降水微观特征

  (1)掌握云降水粒子相态和尺度谱分布、云的胶体稳定性;

  (2)熟悉云降水粒子谱分布数据处理方法及微物理特征量的计算;

  (3)理解不同云降水粒子的尺度谱分布差异;

  4.云的形成—核化理论

  (1)了解水汽、液水、冰的结构及其与空气之间的界面特性

  (2)掌握核化的概念、可溶性核上的凝结核化过程、柯拉方程及其意义;

  (2)熟悉云凝结核和大气冰核的性质和特点、冰核起核化作用的条件;

  (3)理解同质核化的基本性质、同质冻结核化和异质冻结核化的差异;

  (4)了解离子和不可溶粒子表面凝结核化的基本特点;

  (5)初步了解由化学势概念导出开尔文公式;

  5.云雾粒子的扩散增长

  (1)掌握Maxwell方程的推导、扩散系数、导热系数、扩散增长基本规律、贝吉龙理论及基本规律;

  (2)熟悉云滴群凝结增长过程基本规律;

  (3)理解冰晶凝华增长处理方法;

  (4)了解单滴凝结增长方程的推导过思路、冰晶的形状与温度和湿度的关系;

  (5)初步了解云滴的起伏凝结增长理论;额

  6.暖云降水理论

  (1)掌握微滴下落末速度规律、碰撞效率概念及规律、雨滴繁生机制;

  (2)熟悉Stokes末速定律推导、连续碰并增长方程的推导及应用;

  (3)理解凝结增长与碰并增长的共同作用过程;

  (4)了解随机碰并增长模型、凝结增长过渡到碰并增长的可能机制;

  7.冷云降水理论

  (1)掌握冷云降水的主要机制、冰质粒繁生机制、“播种云—供应云”降水机制;

  (2)熟悉连续碰并增长方程对冰相粒子碰并增长过程的应用;

  (3)理解成云致雨的物理总过程;

  (4)初步了解大气冰相粒子的运动特性;

  8.冰雹物理基础

  (1)掌握冷雹分层结构的形成机制、干增长和湿增长概念;

  (2)熟悉冰雹云结构与冰雹形成过程的关系;

  (3)理解干增长和湿增长判据;

  (4)了解雹胚与云体温度的关系;

  9.人工影响天气原理

  (1)掌握暖云和冷云增雨、人工抑雹、人工消雾的基本原理;

  (2)熟悉人工影响天气主要催化剂的性质;

  第三部分 有关说明与实施要求

  1、考试目标的能力层次的表述

  本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述:

  较低要求—了解:基础知识和基本概念;

  一般要求—理解:基本原理和物理规律;

  较高要求—掌握:理论分析与定量计算。

  2、命题考试的若干规定

  (1)本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的,根据本大纲规定的各种比例(每种比例规定可有5分以内的浮动幅度,来组配试卷,适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度)。

  (2)各章考题所占分数大致如下:

  第1-2章: 10%

  第3-4章: 20%

  第5-6章: 30%

  第7-8章: 30%

  第 9 章: 10%

  (3)其难易度分为易、较易、较难、难四级,每份试卷中四种难易度,试题分数比例一般为2:3:3:2。

  (4)试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是:“了解”占10%,理解”占20%,“掌握”占70%。

  (5)试题可出现的题型有选择题、名词解释、简答题、分析论述题、计算题等多种类型。

  (6)考试方式为闭卷笔试。考试时间为180分钟,试题主要测验考生对本学科的基础理论、基本知识和基本技能掌握的程度,以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度,难易程度要适当。

  (7)题型举例

  ●名词解释:冰晶效应

  ●简答题:平水面和平冰面饱和水汽压差的最大值位于什么温度?这是冰晶效应进行最有效的环境温度吗?简述其理由。

  ●分析论述题:试述云滴群凝结增长的规律。

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