【2017年整理】知识更新培训森林气象学教学大纲与学习指导

森林气象学课程教学大纲与学习指导参考书目：其中前 2 本为主要参考书。1、 气象学 ，贺庆棠主编，中国林业出版社（修订版）2、 气象学 ，贺庆棠、陆佩玲主编，中国林业出版社（第 3 版）3、 气象学实验教程 ，段文标、汪永英编著，东北林业大学出版社4、 中国森林气象学 ，贺庆棠主编，中国林业出版社5、周淑珍主编，气象学与气候学，高等教育出版社一、课程的性质和任务森林气象学是为林学专业开设的一门专业基础课。是研究森林与气象或气候条件之间相互影响和相互作用的科学，是气象学与林学相互交叉、渗透与融合而形成的一门边缘科学，是应用气象学的一个分支。本课程的任务是通过森林气象学的理论教学，使学生了解森林气象学与林学等相关专业之间的相互关系；掌握与本专业相关的气象学基础理论、基本知识和技能以及应用前景和发展动态认识天气和气候变化的规律性，为未来的专业课学习和从事林业生产打下牢固的基础。同时也能够将所学理论运用于森林的培育、经营以及管理实践。二、课程基本要求1、本门课程针对林学专业的特点而设计，注重讲授基本气象要素与林业生产实践的相互关系。2、第 15 章基本气象要素是本门课程主要的理论部分，通过学员自学和教师的网络教学引导学员理解、消化和吸收其精髓，为天气、气候、气候资源等的学习奠定基础。通过学习，掌握大气的变化规律，预测大气的变化和发展过程，利用气象和气候资源，预报未来的天气和人工改造小气候。3、重点之处要深入学习和领会，反复实践和运用，使学生彻底理解和掌握；难点之处，利用多媒体网络教学，讲深讲透，让学员直观接受。4、在教师教学和学员学习的过程中，要始终贯彻理论联系实际的原则，一方面要注意森林气象学的基本概念、理论、规律在林学专业中的应用，另一方面要培养学员从事本专业科研活动的兴趣，提高解决和分析实际问题的能力。能够利用所学知识，并利用气象条件为林业生产提供更好的服务。三、课程基本内容第一章 绪论一、教学目的和教学要求通过本章学习，了解气象学、天气、天气学、气候、小气候、气候学和森林气象学的概念；重点掌握气象学和森林气象学的定义；熟悉气象学与林业生产的相互关系及其应用。使学员在掌握气象学和森林气象学定义的基础上，加深对其内涵的理解。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节气象学概述第二节气象学在林业上的意义第三节 环境气象预报（补充内容）第四节 国际生物气象学协会和世界气象组织简介（补充内容）2、主要讲授内容气象学、天气、天气学、气候、小气候、气候学和森林气象学的概念。本章要点：掌握气象学和森林气象学的基本概念。3、重点知识解析（1）气象学：研究大气中所发生的物理现象（风、云、雨、雪、雾、霜、露、寒、暖、干、湿、光、电、声）和物理过程（大气的增热与冷却、蒸发与凝结、降水过程等）的科学（2）森林气象学：研究森林与气象条件相互影响和相互作用的科学，是气象学与林学相互渗透、相互交叉形成的一门新兴的边缘科学，是应用气象学的一个分支。第二章 大气一、教学目的和教学要求通过本章学习，掌握大气的组成成分、大气的垂直结构和大气的基本物理性质等内容。了解大气与森林之间的相互关系。使学员对对气象学的研究对象大气（组成、结构和基本物理性质）有一个清晰的了解和把握。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节大气的组成第二节大气的结构第三节大气的基本物理性质2、主要讲授内容本章主要讲授大气的组成、温室气体和温室效应；大气的垂直结构；大气的基本物理性质等内容。3、重点知识解析（1）大气的组成：大气是由多种气体组成的混合气体，此外还包括水汽、一些悬浮在其中的固体杂质和液体微粒。（2）温室气体和温室效应的定义。（3）大气的结构：大气在垂直方向上按温度随高度的变化特征分为五层，即对流层、平流层、中间层、热成层（或热层或暖层）和外层（或散逸层） 。（4）大气的基本物理性质：包括主要的气象要素和干空气、湿空气的状态方程（详见讲义） 。第三章 辐射能一、教学目的和教学要求通过本章学习，使学员掌握太阳辐射、地面辐射、大气辐射、辐射差额（或净辐射）的变化规律及相互间的关系，以及太阳辐射与森林的关系。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节辐射的基本知识第二节太阳辐射第三节地面辐射第四节净辐射2、主要讲授内容辐射的定义、表示方法；太阳常数的概念；太阳辐射在大气中减弱的原因；太阳高度角的定义及其日变化和年变化规律；昼长的定义和变化规律；太阳辐射在大气中减弱的一般规律；到达地面的太阳辐射能及其变化；长波辐射；净辐射；3、重点知识解析本章是森林气象学的学习重点和难点，涉及的基本理论和名词较多。重点掌握各种辐射的定义、表示方法、变化规律以及影响因素（详见讲义） 。第四章 空气温度和土壤温度一、教学目的和教学要求通过本章学习，要求学员掌握土壤和空气的热量交换方式、温度周期性变化的表示方法、土壤温度和空气温度周期性变化的规律和主要影响因素；逆温的定义和种类及其在林业生产中的运用；积温的定义和表示方法。了解温度的非周期性变化、空气的绝热过程和大气稳定度等内容。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节热量交换方式和热特性第二节 土壤热通量和土温第三节 第三节 感热通量和气温第四节空气的绝热变化和大气稳定度第五节生物学温度、界限温度和积温2、主要讲授内容土壤和空气的热量交换方式和热特性；影响土壤温度的因素；土壤温度的日变化、年变化规律及其主要影响因素；土壤温度垂直变化的类型；温度周期性变化的表示方法（日较差、年较差） ；土壤的冻结与解冻；空气温度的日变化、年变化规律及其主要影响因素；空气温度铅直变化（或垂直变化）的表示方法及其类型；逆温的定义和种类；空气的绝热过程和大气稳定度；生物学温度、界限温度和积温（详见讲义） 。3、重点知识解析掌握土壤和空气的热量交换方式（分子热传导、辐射、对流、平流、乱流和潜热转移） ；熟悉温度周期性变化的表示方法（日较差、年较差） ；理解土壤温度和空气温度周期性变化（日变化、年变化）规律和主要影响因素；懂得逆温的定义和种类及其在林业生产中的运用；弄清积温的定义和表示方法。第五章 大气中的水分与水量平衡方程一、教学目的和教学要求通过本章学习，要求学员了解空气相对湿度的日变化、年变化规律；掌握凝结与凝华的条件；熟悉水汽凝结物的定义和类型；理解降水的一般物理过程、降水的表示方法以及降水的种类；弄清水分循环、水量平衡方程以及森林的水量平衡方程；掌握森林对降水、蒸散和地表径流的影响。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节蒸发 第二节 空气湿度第三节 凝结与凝华第四节 降水第五节 水分循环和水量平衡方程2、主要讲授内容凝结与凝华的条件；水汽凝结物；降水的一般物理过程、降水的表示方法以及降水的种类；森林的水量平衡方程以及森林对降水、蒸散和地表径流的影响。3、重点知识解析掌握凝结与凝华凝结与凝华的条件，两者是是产生水汽凝结物的先决条件；理解降水的过程、表示方法及其种类；清楚水分循环、水量平衡方程以及森林的水量平衡方程；掌握森林与水分之间的相互关系。第六章 天气与气象灾害一、教学目的和教学要求通过本章学习，要求学员一般了解天气学基本知识；掌握灾害性天气（台风、冰雹和龙卷风等只作一般的了解） 、气象灾害的主要危害及其防御措施；了解气象与森林火灾、森林病虫害的关系。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节天气学基础（根据学员的需要，选择学习）第二节主要灾害性天气过程第三节 气象灾害第四节 气象与森林火灾第五节 气象与森林病虫害（根据学员的需要，选择学习）2、主要讲授内容主要灾害性天气过程（寒潮、大风、旱涝） ；气象灾害（霜冻、低温冷害、日灼、冻拔、雨凇、雪害）。3、重点知识解析掌握以上主要讲授内容涉及到的主要灾害性天气过程和气象灾害的定义、主要危害及其预防措施。第七章 气候与中国气候资源一、教学目的和教学要求通过本章学习，要求学员了解影响气候的因子（太阳辐射、大气环流、下垫面状况和人类活动等） ；了解季节划分的三种方法；掌握候温季节的划分方法；理解季风的定义和我国季风气候的特点；掌握大陆性气候和海洋性气候的特点；了解中国气候资源的分布；熟悉干燥度的计算公式。二、教学内容和重点知识解析1、教学内容第一节 影响气候的因子第二节 季节第三节 气候带和气候型第四节 中国气候的特点2、主要讲授内容影响气候的因子（太阳辐射、大气环流、下垫面状况和人类活动等） ；季节划分的方法；大陆性气候和海洋性气候的特点；季风、我国季风气候以及中国气候的特点。3、重点知识解析掌握以上主要讲授内容涉及到的关键问题和要点，并在实际工作中有针对性的加以应用。初级学员作业题（1）简述气象学的定义、研究对象及其研究内容。（2）气象学在林业生产活动的应用有哪些？（3）阐述大气的组成、层次的划分？主要的气象要素有哪些？如果可以用数学公式表示的话，写出其数学表达式。（4）何谓辐射？如何表示？其单位是什么？什么是太阳辐射？简述为何它在大气中被减弱？哪些主要因素影响其减弱的一般规律？到达地面的辐射主要由哪两部分组成？（5）什么是大气辐射、地面辐射、大气逆辐射、地面有效辐射、净辐射？（6）土壤和空气热量交换方式有哪些？温度周期性变化的特征如何描述？（7）何谓温度日较差、年较差？影响土壤温度和空气温度日较差、年较差的主要因素有哪些？在其他因素相同的情况下，纬度如何影响温度的日较差和年较差？你认为逆温在林业上有何应用？（8）地膜覆盖技术在我国农业上的应用已经十分广泛，从蒸发的角度，你认为地膜覆盖为何能改善土壤的墒情？（9）凝结与凝华的条件是什么？简述凝结核能够促进凝结的原因。分别采取何种措施能够促进冷云和暖云的降水？（10）你认为森林能否增加降水？阐述你的主要观点？你认为森林为什么能够减少地表径流？（11）影响气候的因子有哪些？主要因子是什么？季节划分有哪三种方法？候温季节是如何划分季节的？（12）简述大陆性气候和海洋性气候的特点。中国季风气候的特点有哪些？中高级学员作业题（1）举例说明气象学与你所从事工作的关系。（2）结合本单位实际情况和你的本职工作，阐述森林经营中需要注意的气象学或气候学问题。（3）在林木引种工作中，为什么要遵循引种地区和被引种地区“气候条件或气象条件的相似性原则”？（4）温室气体、温室效应与全球气候变暖有何联系？人类的哪些活动导致了温室效应的加剧和全球气候呈现变暖趋势？你认为通过哪些林业措施可以缓解全球气候变暖？（5）什么是大气污染或空气污染？阐述森林在减轻大气污染或空气污染方面的作用。（6）你认为森林能否增加降水？阐述你的主要观点？你认为森林为什么能够减少地表径流？