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绪章绪论
为什么要学习动力气象学？迄今为止该学科有哪些重要理论发现和主要进展？
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●0.1课程简介
本节主要介绍什么是动力气象学，及该课程的学习要求与课程主要内容
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●0.2动力气象学发展史：重大理论发现
重大理论发现：本节主要介绍动力气象学发展历史进程中最为重要的几个理论发现。
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●0.3动力气象学发展史：数值天气预报
数值天气预报：本节讲述数值天气预报与动力气象学之间的密切关联及相互促进发展。
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●0.4动力气象学发展新阶段
本节将对动力气象学未来发展进行展望。
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第一章大气运动的基本方程组
如何借助物理定律和数学方程来描述复杂多变的大气运动？
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●1.1地球大气的基本特征
本节介绍作为旋转流体的地球大气有哪些基本特征。
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●1.2旋转大气运动的基本方程组（一）
本节介绍惯性坐标系中的运动方程组的建立
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●1.3旋转大气运动的基本方程组（二）
本节介绍旋转坐标系中运动方程的矢量形式
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●1.4旋转大气运动的基本方程组（三）
本节介绍局地直角坐标系中的运动方程组的建立
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●1.5大气运动方程组的简化（一）
本节介绍f平面近似和β平面近似
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●1.6大气运动方程组的简化（二）
本节介绍方程组简化的重要方法—尺度分析
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●1.7大气运动方程组的简化（三）
本节介绍Boussinesq近似的主要内容
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●1.8P坐标系中的大气运动方程组
本节介绍物理坐标系，并以p坐标为例详细推导方程组的转换和建立。
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第二章大气中的涡旋运动
为什么地球大气的运动总是呈现涡旋特征？
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●2.1环流与环流定理
本节介绍环流的基本概念、定义、物理意义以及环流变化的方程描述。
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●2.2涡度及涡度方程
本节介绍涡度的基本概念、定义、物理意义以及涡度变化的方程描述。
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●2.3位势涡度（一）
本节介绍位势涡度的基本概念、定义、物理意义以及位涡的方程描述。
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●2.4位势涡度(二)
本节对位涡方程进行详细分析，讨论影响位涡变化的物理过程。
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●2.5螺旋度
本节介绍一种新的描述强旋转大气运动的物理量，并解释其物理意义。
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第三章大气中的准地转运动
化繁为简，大尺度大气运动最根本的框架是什么？
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●3.1准地转平衡与地转偏差
本节介绍为什么准地转性是大尺度大气运动的固有属性，并给出地转偏差的定义。
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●3.2造成非地转运动的因子
本节介绍大气中的哪些物理过程破坏地转平衡产生地转偏差。
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●3.3地转适应（一）：模型的建立
大气中局地出现地转偏差后，风场和气压场是如何相互调整的？本节首先建立描述地转适应过程的模型。
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●3.4地转适应（二）：Rossby适应问题
本节在上节基础上，以初始条件只有气压场没有风场的Rossby适应问题为例，求解地转适应过程。
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●3.5地转适应（三）：物理机制
本节在上节基础上，进一步解释地转适应的物理机制。
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●3.6准地转模型
如何在方程中体现出“准”的物理意义？即在原始方程的基础上建立“准地转”的方程组。
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第四章大气中的波动
寒来暑往，周而复始，大气的运动是否可由周期变化的波动角度进行描述？
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●4.1波动的基本概念
本节回顾波动的基本概念及描述波动的波参数
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●4.2小扰动法和标准波形法
本节介绍研究波动问题最基本两个方法，小扰动法和标准波形法，由此推导出频散关系式
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●4.3重力外波和惯性重力外波
本节介绍大气中典型的波动之一重力外波的特征
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●4.4重力内波和惯性重力内波
本节介绍大气中典型的波动之一重力内波的特征
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●4.5静止基流中的Rossby波
本节介绍大气中最重要的波动Rossby波的基本特征
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●4.6西风基流中的Rossby波
本节在上一节基础上，进一步考虑西风基本气流中的Rossby波的运动特征，并与实际大气中槽来脊去的运动相结合，利用Rossby波的理论解释中纬度槽脊系统的运动。
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第五章线性动力稳定性理论
天气系统为何会发展？那一定是出现了“不稳定”因素。不稳定何时发生？发生的条件是什么？
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●5.1动力稳定性概念
本节首先介绍什么是不稳定，如何利用标准模方法表征波动不稳定？
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●5.2惯性不稳定
本节介绍气块法的基本思想，并用该方法讨论地转大气的惯性不稳定判据。
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●5.3正压不稳定数学推导
正压大气中Rossby波发生不稳定时，其发生的条件是什么？本节首先建立方程组模型。
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●5.4正压不稳定必要条件讨论
本节在上节基础上，继续推导和讨论正压不稳定的判据。
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●5.5斜压不稳定数学推导
本节介绍何为斜压不稳定，并建立连续模式的数学模型。
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●5.6斜压不稳定必要条件讨论
本节在上节基础上，推导和讨论斜压不稳定的必要条件。
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●5.7Eady模式数学推导
本节利用简单动力学模型Eady模型讨论斜压不稳定问题，建立其数学模型。
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●5.8Eady模式不稳定讨论
本节在上节基础上，讨论Eady模型的解析解，并解释为何中纬度大尺度扰动是斜压不稳定发展的结果。
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第六章大气能量学
能量是大气运动的终极来源。大气是如何获得动能的？不同形式的能量之间是如何转化的？
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●6.1引言
介绍本章的主要科学问题和主要学习内容。
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●6.2基本能量形态
本节简要介绍大气中几种常见的能量形态，包括动能、位能、内能、潜热能。
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●6.3有效位能
本节介绍有效位能的定义，表达式及其物理含义。
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●6.4能量方程
本节推导动能、有效位能的变化方程。
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●6.5平均运动与扰动运动的能量方程
本节在上节基础上，将运动分为平均运动与扰动运动，并进一步推导出对应的能量方程。
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●6.6影响能量变化的因子
基于上节推导出的能量方程，讨论大气中的平均动能、平均位能与扰动动能、扰动位能是如何产生和变化的。
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●6.7大气能量转换的观测事实
基于上节讨论结果，本节进一步分析四种能量形态之间是如何转化的，并分析实际大气中能量转换的观测事实。
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第七章大气边界层
人类生活所处的大气底层，如何影响着天气系统的发展演变？
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●7.1引言
本节介绍本章的主要科学问题和学习内容。
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●7.2边界层湍流
本节介绍边界层中最重要的运动形式湍流的基本概念。
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●7.3大气边界层中风的垂直分布（一）
本节介绍按照湍流应力的重要性，将大气分为贴地层、近地层（常值通量层）、Ekman层和自由大气，并介绍贴地层、近地层中风速垂直分布的方程
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●7.4大气边界层中风的垂直分布（二）
本节介绍M-O相似性理论和近地层中的风温廓线
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●7.5Ekman层中的风螺线
本节介绍Ekman层中风速垂直分布满足的方程，并推导其解析解即Ekman风螺线，讨论该解的物理意义。
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●7.6Ekman层的抽吸作用
在Ekman螺线解的基础上求出边界层顶的垂直速度，即Ekman抽吸；并进一步给出次级环流的概念。
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●7.7旋转减弱
本节在上一节基础上，讨论旋转减弱的概念，推导出涡度的时间变化解，进一步讨论旋转减弱的物理过程。
