中国海洋大学本科生课程大纲
课程名称 | 空气污染气象学 Air pollution meteorology | 课程代码 | 074503301275 |
课程属性 | 专业知识 | 课时/学分 | 16/1 |
课程性质 | 选修 | 实践学时 | 0 |
责任教师 | 高增祥 | 课外学时 | 32 |
一、课程介绍
1.课程描述
本课程主要阐述气象条件对大气污染形成的影响，扼要介绍物理因子和化学因子的耦合和反馈作用对大气污染与气候变化关系的潜在效应。完成课程学习任务后，学生能够初步认识空气污染形成原因以及气象条件对大气污染形成与消亡的影响，为进一步从多学科（物理、化学、生态）、多时间尺度（地球大气演化史、地质史、人类影响史等）和空间尺度(局域、区域、全球)认识大气污染的形成及其环境效应打下基础。授课内容主要包括：1）大气的组成及其变化、主要大气污染现象；2）大气污染物的来源、输送和清除过程；3）大气污染的潜在气候效应。
2.设计思路
本课程的主要教学对象是环境科学专业本科生，基于学生的数理基础和专业基础，课程的教学重点是：使学生认识气象过程和条件对大气污染产生、消亡的影响，初步了解大气污染的潜在气候效应，增进深入学习和研究大气环境的兴趣。
本课程采用讲座形式，共分6讲。
第一讲，空气成分演变与大气污染。介绍空气污染的来源，影响空气污染的主要因子，大气污染在不同尺度上的环境效应。
第二讲，天气过程与大气污染物的积聚和辐散。通过实例分析大中尺度的天气过程与区域尺度的大气污染的关联和耦合，特别是大气水平运动对污染形成和消亡的影响。
第三讲，大气层结与污染物扩散。介绍大气稳定度、逆温层等有关大气垂向结构的特征，阐明不同大气层结对局域大气污染形成和扩散的影响。
第四讲，理想条件下空气污染物扩散模式。介绍理想条件下、局域尺度的空气污染物扩散模式。包括高斯扩散模式、大气扩散参数和烟流抬升高度的计算方法。为相关课程提供基础。
第五讲，大气污染模式和数值预报简介。介绍目前流行的用于研究和业务预报的大气污染数值计算模式，讲解现行模式的结构、过程、输入和输出等特点。
第六讲，大气污染与气候变化。介绍大气污染对辐射的影响，以及局地、区域和全球的相互作用和气候效应，特别是其中的物理、化学以及生物过程的耦合和反馈。
（说明，由于课时原因，第五讲和第六讲可选其一）
3. 课程与其他课程的关系
先修课程：高等数学，大学普通物理，流体力学；
并行课程：大气环境化学；
后置课程：毕业论文。
二、课程目标
本课程是为高年级环境科学专业学生（特别是环境动力学方向学生）开设的选修课程，是认识大气污染问题的基础课程之一，可为学生后期从事大气环境研究奠定一定的基础。
到课程结束时，学生能够初步认识空气污染形成原因以及气象条件对大气污染形成与消亡的影响，为进一步从多学科（物理、化学、生态）、多时间尺度（地球大气演化史、地质史、人类影响史、…）和空间尺度(局域、区域、全球)认识大气污染的形成及其环境效应打下基础。
要求学生初步具备以下能力：1）查阅专业文献的能力；2）对特定大气污染过程的初步分析能力
三、学习要求
（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论。课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。
（2）按时、独立完成作业。作业按书面形式提交，学生需独立思考，单独完成，不得抄袭，对引用的材料要加以说明，符合学术规范。作业成绩是最终成绩的重要部分。
（3）完成一定量的文献阅读和背景资料分析，其中部分内容要求以小组合作形式完成。成绩是最终成绩的重要部分。
四、参考教材与主要参考书
[1] 李宗恺，潘云仙，孙润桥. 空气污染气象学原理及应用. 气象出版社，1985.
[2] 蒋维楣. 空气污染气象学. 南京大学出版社, 2003.
[3] 徐祥德. 城市化环境气象学引论. 气象出版社, 2002.
[4]秦瑜，赵春生编著；《大气化学基础》，气象出版社；2003，第1版。
[5]唐孝炎，张远航，邵敏主编，大气环境化学，高等教育出版社，2006.
[6]章澄昌，周文贤编著，大气气溶胶教程，气象出版社，1995.
[7] Stern, Arthur C., ed. Fundamentals of air pollution. Elsevier, 2014.
[8] Seinfeld J H, Pandis S N. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution toclimate change[M]. John Wiley & Sons, 2012.
[9]网络课程：大气污染-人类面临的挑战（第二讲）朱彬，南京信息工程大学，2013年3月http://open.163.com/movie/
五、进度安排
序号 | 专题 | 主题 | 计划课时 | 主要内容概述 | 实验实践 内容 |
1 | 第一讲空气成分演变与大气污染 | 大气污染简介 | 2 | 1.1大气成分、演化与人类活动影响 1.2大气污染物与空气质量 1.3大气污染问题的尺度 1.4 大气污染的健康效应、生态效应与气候效应
| 作业：大气成分演化的环境效应 |
2 | 第二讲天气过程与大气污染物的积聚和辐散。 | 天气系统与天气过程 | 2 | 2.1主要天气系统：气团、锋面、气旋、反气旋 2.2 天气过程 | 综合实践：利用公开资料，分析某城市冬季大气污染程度的周期性，及其与天气过程的关联。 |
天气过程与大气污染过程的耦合 | 2 | 2.3天气过程尺度下大气污染的形成、发展与消亡 | |||
3 | 第三讲大气层结与污染物扩散 | 大气垂向结构特征 | 2 | 3.1引言：史上几次重大污染事件发生的共同气象特征 3.2大气稳定度 3.3逆温层 | 讨论：不同天气系统的层结特征对大气污染物扩散的影响 |
逆温的环境效应 | 2 | 3.4逆温与大气污染 | |||
4 | 第四讲理想条件下空气污染物扩散模式 | 扩散模式 | 2 | 4.1连续点源高斯扩散模式 4.2连续线源、面源扩散模式 | 作业：习题（实例计算） |
模式参数 | 2 | 4.3大气扩散参数 4.4烟流抬升高度 | |||
5 | 第五讲大气污染模式和数值预报简介 | 大气污染模式 | 2 | 5.1WRF-chem 5.2CMAQ 5.3NAQPMS模式 | |
6 | 第六讲大气污染与气候变化 | 大气污染的跨尺度效应 | 2 | 专家学术报告 或文献选读 | 课程论文：利用公开资料，结合所学知识，就该主题写一篇课程论文，题目自拟。课堂公开报告。 |
说明：1、由于课时原因，第五讲和第六讲可选其一。
2、综合实践到期末结束时完成
六、成绩评定
（一）考核方式A：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他
（二）成绩综合评分体系：
成绩综合评分体系 | 比例% |
1.课下作业、课堂讨论及平时表现 | 25 |
2.综合实践或课程论文
| 25 |
3.期末考试 | 50 |
总计 | 100 |
附：作业和平时表现评分标准
1）作业的评分标准
作业的评分标准 | 得分 |
1.严格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，能提出不同的解决问题方案。 | 90-100分 |
2.基本按照作业要求并及时完成，基本概念基本清晰，解决问题的方案基本正确、基本合理。 | 70-80分 |
3.不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的方案基本不正确、基本不合理。 | 40-60分 |
4.不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正确和合理解决问题的方案。 | 0-30分 |
2）综合实践或课程论文评分标准
综合实践或课程论文评分标准 | 得分 |
1.资料的查阅、知识熟练运用，逻辑严谨、能阐明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 | 90-100分 |
2.基本做到资料的查阅、知识的运用，逻辑较严谨、能阐明自己的观点和想法，能与其他其他同学合作、交流，共同解决问题。 | 70-80分 |
3.做到一些资料的查阅和知识的运用，有逻辑问题、不能阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、交流，共同解决问题的能力态度一般。 | 40-60分 |
4.不能做到资料的查阅和知识的运用，有重要逻辑缺陷，不能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 | 0-30分 |
七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：