《熱帶天氣動力學》課程建設

賈建穎+王詠青+沈新勇

摘要：本文簡單概述了《熱帶天氣動力學》課程建設的歷史演變，并說明在當今大氣科學快速發展的時期，《熱帶天氣動力學》課程對于培養優秀的本科人才的必要性。同時，教學梯隊的培養也是該課程長遠發展的重要環節。此外，編著適應時代發展的《熱帶天氣動力學》教材也是現階段急需解決的問題。

關鍵詞：課程建設；教學梯隊；教材

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）05-0174-02

一、《熱帶天氣動力學》課程歷史發展

熱帶地區約占全球面積的一半，該區的輻射收入大于支出，其盈余的熱量通過大氣和海洋向中、高緯度地區流動，并影響那里的天氣系統。因此，熱帶地區是全球大氣運動的主要能源區。此外，熱帶大氣還從地表得到角動量，是全球大氣角動量的源區之一。近1個世紀以來，隨著全球觀測數據的急速增長，熱帶天氣及其對人類活動的影響越來越受到人們的重視，人們對于熱帶天氣的理解也不斷深入。

近代熱帶氣象學的研究起始于第二次世界大戰期間，美國氣象學家里爾首先對熱帶天氣進行分析，并對熱帶大氣環流、東風波等內容進行了深入研究，撰寫了第一本近代的《熱帶氣象學》專著。隨后，查尼和郭曉嵐對熱帶大氣動力學的研究、皮耶克尼斯對熱帶海-氣相互作用的研究、柳井迪雄對熱帶波動的分析研究、聯邦德國氣象學家弗洛恩對熱帶大氣環流的研究、印度氣象學家克里希納穆蒂對熱帶季風的研究，均做出了重要貢獻。

自20世紀60年代以來，對于熱帶大氣、海洋組織過多次國際綜合觀測試驗，如：60年代的國際印度洋考察，主要針對西南季風及期主要影響系統進行了觀測；1967年的萊恩島試驗，側重研究熱帶輻合帶內對流尺度和中尺度天氣系統；1974年進行的全球大氣研究計劃大西洋熱帶試驗，主要研究對流云系和大尺度環流相互作用及對流云系加熱的參數化，熱帶邊界層結構，海-氣相互作用和大氣輻射過程，為改進熱帶天氣數值預報做出了重要貢獻。

此外，對臺風結構的探測，臺風的發生和發展所做的數值模擬及其路徑的預報方法，以及人工影響臺風的方法的研究，使臺風路徑的短期數值預報已達到實用的水平。這些研究成果都大大豐富并加深了熱帶天氣動力學的理論研究。

二、《熱帶天氣動力學》課程設置及教材

雖然，國內外科學家對于熱帶天氣及動力學的研究已經取得了可喜的進展，并對實際氣象業務工作做出了重要貢獻，然而，《熱帶天氣動力學》課程可參考的教材卻是乏善可陳，主要有上世紀1980年包澄瀾編著的《熱帶天氣學》，1976年中山大學天氣學教學小組編著的《熱帶天氣學》，1981年南京氣象學院編著的《熱帶天氣學》，1986年喻世華、陸勝元編著的《熱帶天氣學概論》，這些教材主要集中在20世紀70—80年代，知識結構已經無法滿足現代本科教育的需求。2013年美國氣象者T.N.Krishnamurti、Lydia Stefanova和Vasubandhu Misra編著了《熱帶氣象概論》，這本書主要簡單概括了近半個世紀以來全球氣象學者對熱帶天氣的認知水平，內容包括：熱帶緯向平均環流和緯向不對稱特征、熱帶輻合帶基本知識、熱誘導環流、季風概況、熱帶波特征、ENSO基本現象和理論、熱帶云特征、熱帶邊界層基本理論、輻射強迫、熱帶氣旋的觀測、相關理論及數值模擬研究以及熱帶中尺度對流系統相關研究等。這本書內容非常廣泛，側重于熱帶天氣研究基本進展及一些有爭議理論的介紹，是一本很好的熱帶天氣學的入門書。然而，一方面，近半個世紀以來熱帶天氣理論快速發展，有些理論對于本科生的理解有些難度，另一方面，這本書是一本英文書，對于中國本科學生來說，讀起來也有一定的困難性，所以在教學過程中只能作為一本參考書，并不能完全作為本科教材。

根據實際情況，立足于大氣科學本科教育，南京信息工程大學大氣科學學院《熱帶天氣動力學》課程組的老師們結合國際研究趨勢，制定了適合中國國情的課程內容，深入淺出，旨在培養既可以適應基層業務需要，又能進行深入學習的專業人才。這些內容包括：熱帶大氣運動的基本特點、熱帶波理論、熱帶氣旋、熱帶季節內振蕩和熱帶海氣相互作用。這些內容基本涵蓋了現今國際熱點的基本理論及觀測研究，一方面能滿足實際工作需求，另一方面也能緊跟最新研究成果。例如：熱帶氣旋中的beta漂移理論，熱帶低頻振蕩的最新研究成果等。雖然，在近幾年的教學工作中，老師們為這門課程的發展做了很多努力，但是，由于教師資源短缺，教師們的日常工作龐雜，各自科研任務繁重，對于《熱帶天氣動力學》課程教材的編著工作進展卻較緩慢。這也是現階段急需解決的主要問題之一。

三、《熱帶天氣動力學》課程教學梯隊的培養

現在高校普遍存在“重科研，輕教學”的現象，針對這一現象，學校和學院領導及時調整引導方向，積極鼓勵年青教師多向老教師學習，組織教學競賽，實施教學考核制度，并要求年青教師必須承擔1年助教工作，經過考核才能走上大學講臺。

好的教學質量離不開一支高水平、高素質的教學梯隊，有利于做好可持續發展工作。《熱帶天氣動力學》課程組主要以全面提高教師隊伍素質為中心，以培養學科、專業、課程帶頭人和中青年優秀教師為重點，建設一支結構合理、素質良好、敬業愛生、專兼結合、富有活力的優秀教師隊伍。

具體措施為：（1）加大培養和引進高層次人才的力度。近年來，南京信息工程大學積極吸引人才，進校工作的老師均為博士研究生畢業，并在國際刊物發表若干專業文章，這為教師知識水平的提高做出了基本保障。此外，這些引進人才可以不斷把最新的研究成果引進本科學生教育，有利于擴大本科學生的眼界，增加學生學習的興趣。（2）鼓勵青年教師隨堂聽課，和教師一起走進課堂，輔助主講教師完成教學任務的同時，學習課堂教學技巧，提高學生學習興趣。青年教師在走上講臺以前都要經過嚴格的教學考核。首先，課程組的負責人會安排相關的青年教師跟一位教學經驗豐富的教師做助教，隨堂聽課，幫助批發作業。經過半年甚或是1年的助教學習后，學校組專家對這些青年教室進行試講點評，并給出意見和打分。只有通過考核的青年教師才有資格走上講臺為本科生講授相關課程。（3）組織課程組教師集體備課，共同研討課程安排，進行課程內容和課程重難點的討論。《熱帶天氣動力學》課程的內容設置都是經過數位有經驗的教師反復研究并確定的，隨著熱帶天氣動力學的快速發展，要將最新的相關研究成果介紹給學生，教師們就需要不斷地學習。課程組會時常組織大家在一起，聽聽某個方向發展的最新研究成果介紹，并積極展開討論，商討本科教學內容。這種組織形式大大促進了教學水平的提高，培養了年青教師隊伍。

四、《熱帶天氣動力學》課程建設的長遠發展

隨著天氣氣候變化對人類生活的影響，《熱帶天氣動力學》課程對于大氣科學本科可塑性教育越來越重要，我們主要從以下幾個方面來加強這門學科的建設：

1.進一步加強高素質、高水平教師隊伍的培養：根據教師的專業背景和特長，并結合《熱帶天氣動力學》教學內容進行教師隊伍構建。

2.逐步完成《熱帶天氣動力學》教材編寫：組織國內外專家，結合我校辦學特點和學生成長需求，聯合課程組教師確定教學內容，力求保持課程的動態性和實效性，在夯實基礎理論的同時，將最新的研究成果引進教學。

3.豐富教學手段：充分發揮現代化的教學手段，加強教學資源庫建設，建立并完善立體化的教學體系。加強課件的開發與完善，制作出集視、聽、講于一體的富有本課程特色的高質量的教學課件。

參考文獻：

[1]伍榮生.大氣動力學[M].北京：氣象出版社，2002.

[2]呂美仲，等.動力氣象學[M].北京：氣象出版社，2011.

[3]陳聯壽，等.熱帶氣旋動力學引論[M].北京：氣象出版社，2002.endprint