課程名稱 |
雲、水氣與氣候 Convection, Water Vapor, and Climate |
開課學期 |
111-2 |
授課對象 |
理學院 大氣科學研究所 |
授課教師 |
隋中興 |
課號 |
AtmSci7090 |
課程識別碼 |
229 M8460 |
班次 |
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學分 |
3.0 |
全/半年 |
半年 |
必/選修 |
選修 |
上課時間 |
星期三6,7,8(13:20~16:20) |
上課地點 |
大氣A104 |
備註 |
總人數上限:40人 |
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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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課程概述 |
地球氣候受大氣水循環調節,過程橫跨多重尺度,分別由不同層面的物理系統控制。但尺度多變的雲雨水氣與環流的交互作用,卻呈現出協調的大尺度結構。其間對流、輻射、動力連動過程為影響氣候震盪(平衡態)的重要機制。
本課程主要對象為碩博士班研究生,側重對流過程與天氣氣候擾動(寒潮、熱帶氣旋、季內與年際震盪)的相互影響以及對流輻射維持准平衡態的機制。約二分之一的課程內容為講述對流與動力概念,另二分之一將就課程內容裡選定的主題透過文獻閱讀與資料分析,深入探討對流輻射與天氣氣候擾動的相互影響。本學期的主題是大尺度環境影響暖季(6月至10 月)西北太平洋TC活動和冷季(12月至3月)南海邊界層的結構與演變。關於影響夏季TC活動的探討,將著重分析不同季內震盪相位的大尺度環境裡有利TC生成的熱力和動力特性。 對於選定冷季南海邊界層的結構與演變,將結合原始解析度探空垂直溫-濕結構、地基和衛星遙測水氣和雲資料、常規同化資料等分析邊界層的結構及其多尺度(日周期、天氣和季內)變化以及邊界層中的對流輻射混合過程。此外2022年3-4月份,台大新海研一號執行二次南海觀測實驗,課程將介紹中央氣象局的區域資料同化系統,如何將實驗觀測的資料加入常規資料進行資料同化實驗,用於分析南海邊界層的結構和過程,並使用此同化系統的區域動力模式進行預報實驗,評估模式對南海邊界層的日周期和天氣尺度變化的表現。 |
課程目標 |
整合對流、輻射、動力連動過程的背景知識,為研討當前和變暖氣候中的雲氣候回饋問題建立理論基礎。 |
課程要求 |
大四以上 |
預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
另約時間 |
指定閱讀 |
Robert A. Houze: Cloud Dynamics, Academic Press, 2014, 2nd ed, 432 pp.
[Chapter 3, 5, 7, 8]
K. N. Liou: Radiation and Cloud Processes in the Atmosphere: Theory, Observation and Modeling, Oxford Monographs on Geology and Geophysics, 1992, 1st ed.
[Chapter 6, 7]
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參考書目 |
□ Robert A. Houze: Cloud Dynamics, Academic Press, 2014, 2nd ed, 432 pp.
□ R. R. Rogers and M. K. Yau: A Short Course in Cloud Physics, 3rd ed. (International Series in Natural Philosophy)
□ K. A. Emanuel: Atmospheric convection, Oxford Univ. Press.
□ K. N. Liou: Radiation and Cloud Processes in the Atmosphere: Theory, Observation and Modeling, Oxford Monographs on Geology and Geophysics, 1992, 1st ed.
□ Climate Change, Multidecadal and Beyond, 2014. Edited by C.-P. Chang, M. Ghil, M. Latif, J. M. Wallace, World Scientific Series on Asia-Pacific Weather and Climate, Vol. 6, World Scientific. |
評量方式 (僅供參考) |
No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
1. |
mid-term |
30% |
fundamental topics |
2. |
review research topics |
30% |
a list of journal articles to be assigned in class |
3. |
individual study of selected subject |
40% |
TBD in class |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
Week 1 |
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1. Deep convection [Chapter 7, 8 Houze] |
Week 2 |
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1. Deep convection [Chapter 7, 8 Houze] |
Week 3 |
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2. Cloud Microphysics [Chapter 3, Houze] |
Week 4 |
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3. Shallow cumulus and stratocumulus [Chapter 5 Houze] |
Week 5 |
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3. Shallow cumulus and stratocumulus [Chapter 5 Houze] |
Week 6 |
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3. Shallow cumulus and stratocumulus [Chapter 5 Houze] |
Week 7 |
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4. Radiation [Chapter 6, 7 Liou] |
Week 8 |
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4. Radiation [Chapter 6, 7 Liou] |
Week 9 |
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Literature review on selected subjects |
Week 10 |
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Literature review on selected subjects |
Week 11 |
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Review/Analysis: Research topics |
Week 12 |
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Review/Analysis: Research topics |
Week 13 |
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Review/Analysis: Research topics |
Week 14 |
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Review/Analysis: Research topics |
Week 15 |
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Review/Analysis: Research topics |
Week 16 |
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Review/Analysis: Research topics |
Week 17 |
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Student reports |
Week 18 |
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Student reports |
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