陆气相互作用   

Land Atmosphere Interaction  

主讲教师:郭维栋 教授, 王淑瑜 副教授

研究专长: 气候学,陆气相互作用,数值模拟

所在院系:  大气科学学院/气候与全球变化研究院

联系电邮: guowd@nju.edu.cnwsy@nju.edu.cn   

授课对象: 有大气科学及地球系统科学专业背景的高年级本科生及一年级硕士生

一、教师简介: 

郭维栋,理学博士,南京大学气候与全球变化研究院/大气科学学院教授。“全球变化研究”重大科学研究计划项目“大尺度土地利用/覆盖变化对区域气候影响的研究”(2011CB952000)项目首席科学家。近年来,在土壤温度/湿度影响区域短期气候变化,以及土地利用对地表―大气相互作用的规律和机理的影响、陆面参数敏感性试验和参数优化等领域开展了较为系统深入的研究。已发表相关学术论文30余篇,合作编写专著3部。先后主持国家自然科学基金三项,曾获得中国博士后科学基金以及中科院“王宽诚博士后工作奖励基金”的资助。目前还兼任国家自然科学基金委重大国际合作研究项目(40810059003)的中方协调人。

王淑瑜,理学博士,南京大学气候与全球变化研究院/大气科学学院副教授。“全球变化研究”重大科学研究计划项目“大尺度土地利用/覆盖变化对区域气候影响的研究”(2011CB952000)04课题负责人。主要从事区域气候及变化的数值模拟研究,完成和发表论文10余篇,合作撰写专著2部。参加了区域气候与环境集成模式(RIEMS)第二版本的开发工作;近几年主要进行区域气候变化集成预测的工作。赴美博士后工作期间研究了北美地区森林生态系统和大气的相互作用等。目前还担任欧盟ACCCA计划区域负责人,亚洲区域气候模式比较计划(RMIP)第三阶段的国际项目负责人。

二、课程简介:    

 在大气与陆地下垫面的交界面上,由于大气环流的驱动及太阳辐射强迫,界面的上下两侧不断发生着动量、能量和物质的交换过程。陆地―大气相互作用是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一。最初的陆面过程研究主要关注地表―大气相互作用的物理过程。由于多圈层的客观存在和全球变化研究的不断深入,陆面过程研究的内容已从初期的物理过程研究延伸并拓展到生物圈生物化学过程的研究,形成了对整个陆地物理、生物、化学循环的研究分支,已成为全球气候变化及全球变化研究的迫切需要。

本课程内容包括地表―大气相互作用研究的发展历史、土壤中水热输运的物理过程、冻土和积雪过程、植被冠层的动量-热量-水分和辐射传输、陆面过程中植被的光合作用、大尺度水文模型、地表和近地层通量交换以及陆面过程模式介绍。课程内容还包括地表―大气相互作用的外场观测试验和实地调研。

  

三、课程目标:   

 掌握陆气相互作用的重要性和发展历史,理解地表―大气相互作用的主要物理、生化过程,初步掌握陆面过程模式的结构和运行,了解陆气相互作用野外观测试验的最新观测设备和观测方法。为气候变化和全球变化相关领域的研究奠定基础。

四、教材及参考资源: 

  

主要参考书:孙淑芬编著,陆面过程的物理、生化机理和参数化模型. 气象出版社,2005

五、教学方式:  

课堂教学、启发式研讨、上机实习以及野外观测台站参观调研相结合。

六、教学大纲: 

(一)、陆气相互作用的研究任务与发展历史

(二)、土壤中水、热输运的物理过程

(三)、冻土物理学

(四)、简化的雪盖―大气―土壤间的输运模型

(五)、植被冠层内的辐射传输以及动量、能量和质量的平衡与交换

(六)、陆面过程中植被的光合作用

(七)、大尺度水文模型

(八)、地表与近地层的交换过程

(九)、陆面过程模式简介

(十)、陆面过程模式上机实习

(十一)、陆气相互作用的观测试验

(十二)、陆气相互作用外场试验参观调研

七、考核方法: 

形成性评价和终结性评价相结合。