課程名稱 |
大氣動力學二 Atmospheric Dynamics (Ⅱ) |
開課學期 |
108-1 |
授課對象 |
學程 地球系統科學學程 |
授課教師 |
郭鴻基 |
課號 |
AtmSci3002 |
課程識別碼 |
209 30120 |
班次 |
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學分 |
3.0 |
全/半年 |
半年 |
必/選修 |
選修 |
上課時間 |
星期一1(8:10~9:00)星期三1,2(8:10~10:00) |
上課地點 |
大氣B105大氣B105 |
備註 |
天氣與氣候學群必修與吳俊傑合授 總人數上限:60人 |
Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1081AtmSci3002_ |
課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
本課程係以理學院,大氣科學系大三學生為對象,為必修課程。學程一年,上下學期各為三學分課程。下學期課程於每週一,上午九時至十時,每週四上午八時至十時上課。
使用教材為Holton, J. R. ,1992:An Introduction to Dynamic Meteorology. 3rd. Ed. , Academic Press, 511 pp.課程內容主要為:
(1) 大氣波動–線性化,正模,聲波,浮力波,慣性重力波,Kelvin波,羅士比波,數值頻散波,地轉調節。
(2) 大氣不穩定度–條件不穩度,慣性不穩度,對稱不穩度,斜壓不穩度,正壓不穩度。
(3) 大氣環流–科學歷史,緯向平均環流,角動量,能量,水氣之收支平衡,Eulerian and Lagrangian circulation,不可加速理論。
(4) 溼對流與熱帶氣象:熱帶觀測簡介,颱風,颮線動力簡介。
(5) 數值模式:客觀分析,初始化,數值模式,可預報度,資料同化等觀念之簡介。
課程開始,由大氣波動入手,了解方程式正模,以及大氣之應用,進而討論大氣的不穩度,然後將所學觀念應用於大氣環流與溼對流、熱帶氣象。最後以大氣數值模式為總結。由淺入深地介紹大氣動力,希望藉此能使學生瞭解影響大氣運動之主要物理因子,定性地探討各物理量的影響及作用外,並奠定學生日後從事更深入研究之基礎。 |
課程目標 |
由淺入深地介紹大氣動力,希望藉此能使學生瞭解影響大氣運動之主要物理因子,定性地探討各物理量的影響及作用外,並奠定學生日後從事更深入研究之基礎。 |
課程要求 |
待補 |
預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
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指定閱讀 |
待補 |
參考書目 |
Holton, J. R., 2004: An introduction to dynamic meteorology, 4th edition, Elsevier Academic press, 535pp. |
評量方式 (僅供參考) |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
第1週 |
9/09, 9/11 |
Fourier analysis + Linearization |
第2週 |
9/16, 9/18 |
Wave basics; phase speed; group velocity; dispersion relationship; Doppler effect; uncertainty principle; normal mode; Laplace’s tidal equation |
第3週 |
9/23, 9/25 |
Acoustic waves; shallow water equations + reduced gravity; shallow water gravity waves; acoustic adjustment and geostrophic adjustment |
第4週 |
9/30, 10/02 |
Kelvin wave: ENSO and Kelvin waves; buoyancy waves + energy transport in atmosphere and ocean; mountain stationary buoyancy waves; pressure diagnosis |
第5週 |
10/07, 10/09 |
Rossby waves; group velocity; stationary Rossby waves; dispersions; numerical dispersion |
第6週 |
10/14, 10/16 |
MID-TERM 1 (9/9-10/9);
Vortex Rossby waves; topographic Rossby waves; stationary topographic Rossby waves
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第7週 |
10/21, 10/23 |
Introduction to instabilities; inertial stability and convective stability; |
第8週 |
10/28, 10/30 |
Introduction to general circulation; mass + angular momentum + energy + water vapor balance |
第9週 |
11/04, 11/06 |
Three-cell circulation dynamics |
第10週 |
11/11, 11/13 |
Residual circulation; Non-acceleration theorem |
第11週 |
11/18, 11/20 |
Baroclinic instability;
MID-TERM 2 (10/28-11/13) |
第12週 |
11/25, 11/27 |
Baroclinic instability + Lorentz energy diagram |
第13週 |
12/02, 12/04 |
Barotropic instability; Rayleigh’s necessary condition; phase-locked of counter propagation of Rossby waves; Examples of barotropic instability (with emphasis on tropical meteorology) |
第14週 |
12/09, 12/11 |
Conditional instability and convective organization |
第15週 |
12/16, 12/18 |
vorticity, absolute vorticity, and potential vorticity revisited; PV, waves and 2ndary circulation equation revisited |
第16週 |
12/23, 12/25 |
Introduction to NWP; turbulence revisited with energy cascade, stirring and mixing; Predictability |
第17週 |
12/30, 1/01 |
Wrapped up of the semester |
第18週 |
1/08 |
FINAL (11/18-12/25) |
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