《大气模拟实验》教学大纲


一、课程基本情况

课程名称

大气模拟实验

Atmosphere modeling experiment

课程编号

AT227081

学分

1

课程类别

■核心 □必修 □任选 □限选

执行学期

1

课程学时

及其分配

总学时

学时分配

16

讲授

12

实验

4

实习

0

上机

0

开课单位

大气科学学院大气模拟实验室

适用专业

大气科学学院大气科学、应用气象专业

对应培养标准

2.1 工程推理及解决问题能力,3.1团队合作能力

先修课程

大气流体力学、动力气象学、天气学原理

教材与

参考文献

推荐教材:

[1] 天气学原理与方法,朱乾根,北京:气象出版社,2003

[2] 新编动力气象学,李国平,北京:气象出版社,2006

参考教材:

[1] 大气科学概论,黄荣辉,北京:气象出版社,2006

二、实验的性质与作用

《大气模拟实验》是大气科学、应用气象及相关专业的基础课程,是流体力学、动力气象学及天气学原理课程重要的实践性教学环节,是对学生学习模拟大气运动的综合性训练,是培养学生的动手能力和创新能力的重要环节和手段。

三、培养目标与标准

1、本项填写本实验(实习、设计、论文)总体培养目标:即学生通过学习后,在知识、能力和素质等方面应达到的目标。可包括:(1)知识要求:明确本课程对知识的基本要求;(2)能力要求:明确通过本课程教学培养学生哪些方面的能力(如:理解能力、推理能力、设计和完成实验的能力、获取知识的能力、综合分析能力等),提出培养学生能力的措施和方法。

2、课程培养标准可用段落形式的文字描述,但应与2010版本科人才培养方案中课程进程表里该课程对应的培养标准一致,要求阐述条理清晰、重点突出;也可采用表格形式(下表形式仅供参考,表中的各级指标不要求大而全),列出主要指标即可(若有三级指标则写至三级指标)。各学院可对表格形式做微调,但建议相近专业/学院的课程尽量统一形式。

3、若该课程为大平台课程(如电子实验中心开设的某些课程),难以与各专业的本科人才培养方案的培养标准一一对应,可宏观描述该课程的培养标准。

《大气模拟实验》是对学生进行大气模拟、实验设计、调试等各环节的综合性训练课程,培养学生运用所学知识解决气象应用背景下的实际问题的能力;使学生学习大气模拟的基本方法,促进理论和实践的转换和提高;掌握仪器设备在实验和设计中的应用,综合提升学生实践知识探索的能力和团队协作精神。课程培养标准主要包括:

(1)综合运用流体力学、动力气象学、天气学原理课程中所学到的理论知识完成实验,培养分析和解决实际问题的能力。

(2)掌握大气模拟实验设计流程,学习资料文献查询。

(3)掌握室内对流水槽装置、大气转盘装置的特性以及使用方法。

(4)学习模拟大气边界层及大气运动的原理和方法,锻炼写实验报告的能力。

(5)教学中贯彻协同合作和多元化考核的思想,培养学生的团队合作精神和语言表达、协调能力。

四、实验(实习、设计、论文)内容与学时分配

明确本实验(实习、设计、论文)所包含的实验项目名称、内容和要求、学时安排、每组学生人数、项目类型等信息。项目性质:必选/任选(选其一),实践形式:实验/实习/上机(选其一),项目类型:验证/设计/综合(选其一),其他说明:课内完成/课外完成/其他补充说明。

本课程开出的实验(实习、设计、论文)项目详见下表:

项目

序号

项目名称

内 容 提 要

项目学

项目性

实践形

项目类型

每组人数

其他说

1

水槽内模拟大气边界层的发展

水槽内模拟大气边界层的发展。

1、 先往水槽里面加20cm的冷水,再在冷水层之上加25cm的热水。

2、 形成了稳定而均匀的逆温层。

3、 待水槽中的水静止后,通过油箱加热,模拟实际大气边界层的发展。

2

必选

实验

验证

20

课内完成

2

利用大气转盘模拟埃克曼层

利用大气转盘模拟埃克曼层

1、 将容器内加入10cm的水,以5rpm的转速旋转转盘,在水中加入高锰酸钾颗粒,观察泰勒柱。

2、 将转速减到3rpm,流体保持着气旋性涡旋转动,流体中心表示低气压,边缘表示高气压,观察示踪剂颗粒的羽流特征,羽流大致相对于等压线呈45°向内流动。

3、 将转盘加速,主要是为得到与上一步相反的水流,也可直接按顺时针旋转。相对气流则是一个反气旋性的,中心为高压,边缘为低压。观察羽流特征,羽流方向与刚才相反,为向外流动。

2

必选

实验

验证

20

课内完成

五、实验(实习、设计、论文)报告撰写要求

实验报告要求和格式见附件。

六、实验(实习、设计、论文)的考核与成绩评定

课程设计结束后,教师将根据以下几方面来评定成绩:

1、实验动手能力(操作水平、操作中分析解决问题的能力,以及创新精神等)。

2、实验过程中的学习态度、工作作风和科学精神。

3、实验报告

其中第1、2两项占总成绩的70%,第3项占总成绩的30%。详见下表:

考核环节

考核内容及方式

百分比

实验操作

实验动手能力

30%

考勤

实验过程的学习态度、科学精神

40%

批改报告

实验报告

30%

附:

《大气模拟实验》实验报告要求和格式如下:

 

实验项目

 

班级                姓名                 学号                 日期               

 

 

一、实验目的

二、实验设备

三、实验内容与步骤

四、实验意义

五、回答思考题

六、本次实验小结

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