《特种气象观测技术》课程教学大纲
《特种气象观测技术》课程教学大纲
一、课程基本情况
| 课程名称
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特种气象观测技术
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| Special Weather Observation Technology
|
| 课程编号
|
EE342121
|
学分
|
2
|
| 课程类别
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□核心 □必修 ■任选 □限选
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执行学期
|
7
|
| 课程学时
及其分配
|
总学时
|
学时分配
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| 32
|
讲授
|
16
|
| 实验
|
16
|
| 实习
|
0
|
| 上机
|
0
|
| 开课单位
|
电子工程学院电子工程教研室
|
| 适用专业
|
电子工程学院电子信息工程专业（气象探测方向）
|
| 对应培养标准
|
1.2.1
大气探测相关学科的基本理论和技能
1.3.4
熟悉气象探测原理，具备气象观测仪器设备的研发，使用和维护维修能力
4.1.1
了解大气探测、电子设备和信息系统及相关学科的前沿和最新动态
|
| 先修课程
|
工程基础课程、专业基础课程、大气物理学基础、
雷达与卫星气象、气象遥感技术
|
| 教材与
参考文献
|
参考文献：
[1] Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation，WMO，2008
[2] 酸雨观测规范，中国气象局，2005
[3] 紫外线指数预报，中国气象局，2006
[4] 现代气象辐射测量技术，王炳忠等编著，北京：气象出版社，2008
[5] 地基GPS气象站网建设指南，曹云昌等编著，北京：气象出版社，2007
[6] 交通气象灾害，刘聪等编著，北京：气象出版社，2007
|
二、课程性质与作用
《特种气象观测技术》是电子信息工程专业（气象探测方向）在第7学期开设的一门专业选修课程，内容包含综合气象观测业务中几种较常见的特种气象观测方法与技术，使学生对综合气象观测有更全面的了解。通过本课程的学习，使学生对酸雨、土壤水分、雨滴谱、大气含水量、紫外线、交通气象、边界层廓线等特种气象观测原理、方法和技术有一定的了解。本课程的理论环节内容主要选自于世界气象组织和中国气象局发布的相关特种气象观测方法、规范；实践环节内容主要结合学校综合气象观测场现有的特种气象观测仪器开展。侧重观测实践能力的培养，使学生了解气象探测学科前沿技术。
本课程在学生学习工程基础课程、专业基础课程、《大气物理学基础》、《雷达与卫星气象》、《气象遥感技术》之后开设，进一步扩充学生综合气象探测方面的知识，学生可根据就业方向有针对地选择。本课程可以为学生第8学期毕业设计的开展提供研究方向和思路。
三、培养目标与标准
通过本课程的学习，使电子信息工程专业（气象探测方向）的学生对特种气象观测有一定的了解，能够根据所学的大气探测与电子技术知识较好地理解特种气象观测原理、方法以及技术，了解现代气象探测技术发展的前沿技术，为以后从事气象探测相关工作积累较广阔的实践经验。在实践环节上，要求学生对几种特种气象观测仪器的工作原理、结构组成等有比较深刻的认识，引导学生对特种气象观测仪器工作原理进行深层次探索，启发学生开发气象观测仪器的兴趣。
本课程具体完成培养方案中
1.2.1
、1.3.4和4.1.1指标：
| 一级指标
|
二级指标
|
三级指标
|
教学要求
|
| 1．技术基础知识
|
1.2 应用核心工程基础知识和原理
|
1.2.1
大气探测相关学科的基本理论和技能
|
I、T、U
|
| 1.3 高级工程基础知识
|
1.3.4
熟悉气象探测原理，具备气象观测仪器设备的研发，使用和维护维修能力
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| 4．在社会环境下构思、设计、实现、运行系统的能力
|
4.1 外部和社会环境
|
4.1.1
了解大气探测、电子设备和信息系统及相关学科的前沿和最新动态
|
I、T
|
注：该表所列指标可对照培养方案中所列指标来解释。I：介绍，指从教、学活动中、从生活经验和社会经验等多种信息渠道获得知识，侧重知识的获取，没有实训要求。T：讲授，指教、学活动中由教师引导开展的基础测试或练习，匹配有课程讨论、课后研讨等环节。U：运用，指以学生为主导，通过实练而形成的对完成某种任务所必须的活动方式，匹配有课程的三级项目或其它实践环节。
四、理论教学内容与学时分配
| 章标题
|
章节主要内容（知识点）
|
重点、难点提要
|
学时
|
其他说明
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| 第1章
概论
|
1、综合气象观测系统概况
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重点：了解综合气象观测系统的构成；了解特种气象观测的内容。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、特种气象观测概括
|
0.5
|
| 第2章
酸雨观测
|
1、酸雨的定义、观测要素
|
重点：掌握酸雨的定义及观测要素；掌握普通酸雨观测站的酸雨观测方法。
难点：酸雨观测的校准。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、酸雨观测方法、仪器及规范
|
0.5
|
| 3、酸雨观测的校准
|
0.5
|
| 4、酸雨的自动化观测
|
1
|
| 第3章
土壤湿度观测
|
1、土壤含水量、土壤湿度位势的定义
|
重点：理解土壤含水量、土壤湿度位势的定义；掌握土壤水分直接测量的流程及规范；理解土壤水分间接测量的原理；熟悉一种土壤水分自动测量仪。
难点：土壤水分间接测量。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、土壤水分的直接测量方法
|
0.5
|
| 3、土壤水分的间接测量方法
|
0.5
|
| 4、土壤水分测量仪器及新方法
|
0.5
|
| 5、土壤湿度位势的测量方法
|
1
|
| 第4章
雨滴谱观测
|
1、雨滴谱的定义及作用
|
重点：理解雨滴谱的定义；了解雨滴谱自动化测量方法原理，熟悉激光雨滴谱仪。
难点：雨滴谱自动测量原理。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、雨滴谱传统观测方法
|
0.5
|
| 3、雨滴谱自动化观测方法。
|
0.5
|
| 4、激光雨滴谱仪的工作原理及组成
|
0.5
|
| 第5章
大气含水量观测
|
1、大气含水量的定义及观测意义
|
重点：理解GPS遥测水汽的原理和方法；理解地基微波辐射计测量水汽的原理。
难点：地基GPS层析大气湿度廓线的方法。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、大气含水量测量方法概述
|
0.5
|
| 3、地基GPS遥测水汽的原理及方法
|
0.5
|
| 4、地基微波辐射计测量水汽的原理及方法
|
0.5
|
| 第6章
紫外线观测
|
1、紫外线辐射的定义及相关术语
|
重点：掌握紫外线辐射的划分及紫外指数的计算；了解几种常用的紫外线辐射表。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、紫外线辐射表的分类
|
0.5
|
| 3、几种常用的紫外辐射表及其结构
|
0.5
|
| 第7章
交通气象观测
|
1、各气象要素对交通的影响
|
重点：熟悉交通气象要素（温、湿、风、雨、能见度、道面温度、雷电）观测仪器；了解综合交通气象监测站的组成。
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、交通气象要素常用观测仪器
|
0.5
|
| 3、综合交通气象监测站的组成及功能
|
1
|
| 4、交通气象监测网络系统的组成
|
0.5
|
| 第8章
边界层专用廓线技术
|
1、边界层专用廓线技术概述
|
重点：了解边界层廓线技术：声雷达、风廓线雷达、边界层无线电探空仪等
|
0.5
|
讲授为主
结合讨论
|
| 2、地基遥感技术简介
|
0.5
|
| 3、直接测量技术简介
|
0.5
|
五、实验教学内容与学时分配
| 项目
序号
|
项目名称
|
内 容 和 要 求
|
项目学
时
|
项目性
质
|
实践形
式
|
项目类型
|
每组人数
|
其他说
明
|
| 1
|
酸雨在线监测
|
1、熟悉酸雨在线监测仪的结构组成和操作流程；
2、掌握pH和电导率传感器的校准过程；
3、实践结束后整理并提交实践总结报告，叙述酸雨在线监测的工作流程。
|
4
|
必选
|
实验
|
验证
|
8
|
课内完成
|
| 2
|
土壤水分观测
|
1、熟悉土壤水分廓线仪的结构组成；
2、掌握土壤水分仪的使用方法；
3、实践结束后整理并提交实践总结报告，说明土壤水分廓线仪的工作原理及使用流程。
|
4
|
必选
|
实验
|
验证
|
8
|
课内完成
|
| 3
|
雨滴谱观测
|
1、熟悉激光雨滴谱仪终端结构；
2、掌握用户软件界面操作方法。
|
2
|
必选
|
实验
|
验证
|
8
|
课内完成
|
| 4
|
大气水分观测
|
1、熟悉地基微波辐射计的终端结构；
2、掌握用户软件界面操作方法
3、了解GPS/MET终端结构。
|
2
|
必选
|
实验
|
验证
|
8
|
课内完成
|
| 5
|
雷电监测
|
1、熟悉闪电定位仪终端结构组成，了解闪电定位的工作原理；
2、熟悉电场仪终端结构，了解电场仪的工作原理。
|
2
|
必选
|
实验
|
验证
|
8
|
课内完成
|
| 6
|
交通气象观测
|
1、熟悉交通气象监测站仪终端结构，了解各气象传感器的工作原理；
2、掌握用户软件使用方法；
3、实践结束后整理并提交实践总结报告，说明观测场中交通气象站的结构组成。
|
2
|
必选
|
实验
|
验证
|
8
|
课内完成
|
六、学业考核
七、其他说明
综合气象观测场特种气象观测仪器主要有：酸雨在线监测仪、GPS/MET水汽探测仪、交通气象站、闪电定位仪、大气电场仪、激光雨滴谱仪、全天空成像仪、地基微波辐射计、声雷达等设备，任课教师需提前联系综合气象观测场
管理
老师安排实践环节。
撰写人：张素娟 院（部、中心）教学主管签字章）：
2011 年 3 月
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