2021年博士研究生入学考试自命题科目考试大纲

科目代码：3B02  科目名称：高等大气物理学

一、考试要求

主要考查学生对大气组成及其变化、大气边界层湍流特征及其参数化方法的理解与掌握;对大气吸收光谱、大气散射理论、完整辐射传输方程、温室气体、云和气溶胶辐射强迫的理解与掌握；对云雾降水微物理学理论的理解以及综合运用高等大气物理学知识融会贯通解决问题的能力。

二、考试内容

1．大气的组成与物理特性

大气成分浓度表示法，大气组成中的可变与强可变成分，大气污染源与大气污染物的汇机制，大气粒子群中云凝结核、云滴、雨滴等的典型尺度半径，大气气溶胶垂直分布特征，粒子谱分布函数、有效半径等粒子尺度分布特征。

2．大气边界层湍流及其参数化

雷诺数的物理含义，大气湍流的形成机制，湍流统计特征量，雷诺平均方程以及湍流动能TKE收支方程各项的物理含义，大气湍流的假定与平均处理，湍流通量参数化和雷诺应力、湍流一阶闭合（K理论）、不稳定边界层和稳定边界层平均量廓线和湍流特征的差异。

3．大气污染物的湍流扩散

边界层结构及其特征、风和湍流、大气稳定度对污染物扩散的影响机制，有风连续点源情况下基于K理论的湍流扩散方程的简化条件与求解的物理含义。

4．大气辐射学

大气吸收光谱的形成，谱线的强度、半宽和线型，描述散射的物理参数，瑞利散射与米散射理论，大气吸收的逐线计算方法概述，包含消光削弱、发射、太阳直接辐射一次散射、天空散射光的再次散射在内的完整辐射传输方程的推导过程及其各项含义，卫星视场范围内测量到的主要辐射。

5．云雾物理学

溶液滴表面饱和水汽压公式、科勒方程及曲线的物理含义，云滴和冰晶的核化、冰晶效应、云滴半径凝结增长和碰并增长公式，随机碰并增长，冰雪晶的碰并增长，暖性层状云、暖性积状云、混合层状云与混合积状云降水特征及内部微物理形成机制的差异，冰雹的干湿增长机制。

6．气候变化的辐射强迫

辐射强迫的定义，云对辐射场的调节，云含水量与云光学厚度的参数化，水成云和冰晶云的太阳反照率与液态水路径或冰水路径以及平均有效半径的关系，气溶胶直接辐射强迫，气溶胶与云的相互作用及其间接辐射强迫。

三、考试形式

考试形式为闭卷、笔试，考试时间为3小时，满分100分。

题型包括：选择题（约15分）、填空题（约15分）、简答题（约30分）、计算与综合分析题（约40分）。

四、参考书目

1.《高等大气物理学》，周祖刚编著.自编教材，2015年。

2、《大气物理学》，盛裴轩编著.,北京大学出版社，2013年,第二版。

3、《大气边界层动力学》，赵鸣编著.高等教育出版社，2006年。

4、《大气物理—热力学与辐射基础》，李万彪编著.，北京大学出版社，2010年。