蘭州大學大氣科學實驗教學中心

州大學大氣科學實驗教學中心,其前身是天氣分析預報實驗室和氣象觀測實驗室(後改稱大氣探測與遙感實驗室),始建於1971年。在學科發展過程中,又相繼增設了大氣化學實驗室和大氣數值模擬實驗室。中心承擔著大氣科學、資源環境和草地農業科學等學院的實驗實習課程,實驗項目有165個,涉及10個專業和17門課程。總結建立了完善的大氣探測和遙感、天氣分析預報、大氣化學和大氣數值模擬4個方向,基礎訓練性實驗、綜合性實驗、創新設計性實驗3個層次,傳授型實驗教學、開放自主型實驗教學、研究型實驗教學3種形式的“4+3+3” 特色實驗實踐教學體系。

簡介

近年來,通過實施“局校合作、軍地合作、國際合作”的發展模式,中心實力不斷增強,教育教學質量顯著提高,中心已成為國家公共氣象、安全氣象、資源氣象和軍事氣象創新性人才培養的重要基地、實驗教學成果推廣套用示範基地和大氣科學知識普及教育基地。

詳細介紹

天氣分析預報實驗室主要設備由氣象信息接收處理系統、天氣分析預報實習網路系統、天氣圖繪製和天氣分析預報會商討論系統三部分組成。

實驗室為學生提供了專業理論聯繫實際的平台,加深學生對動力氣象學、天氣學、數值預報、天氣分析、天氣預報技術、衛星氣象學、雷達氣象學等專業課程的進一步理解,掌握基本的天氣預報流程和技術。同時為本科生畢業論文提供必要的氣象數據和計算條件。

通過先進的遠程天氣會商系統,學生可以直接感受到國家氣象中心的實時天氣會商過程;在天氣分析預報實習系統MICAPS操作平台上,學生可調用豐富的氣象信息,進行與業務預報流程相近的天氣分析預報實習,培養了學生理論聯繫實際的能力。

利用天氣分析預報實驗系統提供的實時氣象數據和天氣分析預報製作平台,可在老師指導下,為學校師生提供學校各校區的天氣預報。並且面向全校學生開放,進行大氣科學科普知識教育。

大氣探測與遙感實驗室經過近40年的艱苦創業和辛勤耕耘,已具備雄厚的實力,實驗設備已進入全國高校一流行列。

擁有占地3400m、配套設施齊全的校內大氣觀象台和占地100多畝的半乾旱國際氣候站,作為大氣探測實驗、實習基地,滿足了本科教學需求。

大氣探測與遙感實驗室下設常規氣象觀測站、國際氣候站、地面觀測室、高空觀測室、輻射觀測室、氣壓觀測室、大氣成分觀測室,擁有與國家基準氣候站相同的自動氣象觀測系統和人工氣象觀測系統,以及國際先進的微脈衝雷射雷達(MPL-4和CE-370)、微波輻射計(TP/WVP-3000)、衛星資料廣播接收處理系統1套、鐵塔梯度觀測系統等一系列設備,還有學生實習用玻璃鋼百葉箱20個、常規觀測系統10套、通風乾濕表20套、三杯風向風速儀29套,可進行國家氣象局規定的所有地面台站、高空台站、輻射站、大氣成分站、農業試驗站、特種觀測站的觀測項目:氣溫、氣壓、風向、風速、濕度、降水、蒸發、地溫、草溫、輻射、SO2、CO、氣溶膠濃度等40餘項。

通過大氣探測實驗實習,使學生熟悉大氣探測手段、大氣科學研究資料的獲取方法和分析方法,以及大氣科學的發展提供必要的感性認識,加深學生對大氣科學理論的進一步理解,並發現一些目前大氣科學還不能解決的問題,可為學生畢業後走上崗位,勝任本職工作打下基礎,同時為今後的科研找出方向。

大氣探測與遙感實驗室努力創建全國高校一流的大氣科學人才培養實驗實習基地,大力培養學生理論聯繫實際的能力,使教學與實習、實驗密切結合。

學生分析問題,解決問題的能力明顯增強,為學生走向全國氣象部門打下良好的基礎。

大氣化學實驗室是實驗教學中心重要組成部分。實驗室的主要任務是承擔大氣學院本科各專業的大氣化學和環境監測兩門基礎課的實驗教學任務和部分本科生畢業論文實習工作。

現有教學、科研儀器設備62台件,總價值150多萬元。主要大型精密儀器包括,液相色譜儀一台(52萬元)、總有機碳測儀一台(20萬)、紫外分光光度計6台(10萬元)等用於綜合設計實驗和創新性實驗。

常規教學儀器主要有分光光度計、大氣採樣器、分析天平等用於基礎性實驗。實驗室擁有良好的基礎設施以及數量充足、種類齊全、綜合配套的儀器設備,滿足實驗教學要求。

大氣數值模擬實驗室成立於1991年,其功能定位是為教學和科研服務。從第一台當時先進的小型計算機DEC5200(記憶體128MB,磁碟陣列16GB,分時UNIX作業系統,12個終端)開始,逐步發展完善。

2001年,購置了SGI Origin 2100 伺服器、O2 圖形工作站,以及有40餘台終端;2005年增加了SGI Origin 350伺服器、10T磁碟陣列,基本解決了學生和教師教學科研用機需求。

近幾年來,學院師生依託大氣數值模擬實驗室,完成承擔的科研項目,發表了大量高水平論文。

與校內實驗實習一樣,野外觀測實習、實際工作崗位實習,是實踐性教學環節的重點。中心通過開展局校合作,已經與甘肅省氣象局、寧夏自治區氣象局、內蒙自治區氣象局和青海省氣象局等部門簽訂合作協定,建立了“大氣科學教學實習基地”,為提高實踐教學質量奠定了基礎。中心正在與解放軍總參水文氣象局合作籌建軍事氣象實驗室,以進一步提高軍事氣象國防生實驗教學水平。

通過局校合作,中國氣象局與蘭州大學共同投入總價370萬元的設備和資金,建設天氣分析預報與氣象觀測綜合實習系統。建設內容主要包括衛星廣播接收系統、遠程天氣會商系統、氣象資料接收處理系統、天氣分析預報實習網路系統、氣象觀測系統,建成與省級氣象台規模相當、在全國高校一流的大氣科學實驗教學平台。

中心現有專兼職實驗教師46人,其中高職20人,國家自然科學傑出青年基金獲得者1人,國務院學位委員會學科評議組成員1人,教育部大氣科學教學指導分委員副主任1人,教育部高校青年教師獎獲得者1人,教育部新世紀優秀人才1人,教育部骨幹教師資助計畫獲得者2人,甘肅省高校跨世紀學科帶頭人2人。

以中心為支撐,大氣科學學院已經培養出本科生2000多名,碩士生200餘名,博士生60餘名,為國家輸送了一批急需的專業人才。其中既有學術帶頭人,又有業務和管理骨幹。

例如,從本科生開始培養成博士的李建平、任宏利分別獲得首屆和第9屆全國百篇優秀博士論文,也有像王江山、吳岩峻、陳曉光等一批專家型的省氣象局局長活躍在管理崗位上,還有一批深受軍隊部門高度好評的軍事氣象人才,發揮著越來越重要的作用。

針對西北地區基層氣象台站專業人才嚴重短缺問題,中心實施了“就地取材,3+1模式” 的複合型氣象人才培養方式,即選拔當地高校數理類3年級本科生,來蘭州大學大氣學院學習培訓1年。

到目前為止,已經為我國北方10餘個省、自治區氣象局連續培養了 “3+1模式”學生5屆,合計370人。探索出一條複合型人才培養的新路子,緩解了相關省(自治區)基層氣象部門的燃眉之急。

中心注重教學改革,重視學生實踐能力的培養。近年來,獲得教學研究課題13項,總經費50餘萬元;獲得“甘肅省教學成果一等獎”(2007)等各類教學成果9項,主幹課程《大氣探測學》被評為“國家精品課程”(2008),《天氣學原理與分析》被評為“甘肅省精品課程”(2005)。培養的大氣科學類本科畢業生考研率達50%,初次就業率一直名列學校前茅。

隨著實驗教學內容和教學模式的改革,實驗儀器不斷增加,實驗項目不斷擴充,實驗內容不斷豐富。中心組織教師編寫講義30餘本,電子版課件48部,並注重對講義的逐年不斷補充和更新,滿足教學要求。

同時在學校、學院專項教材建設基金的支持下,根據實驗講義的使用和修訂情況,陸續組織教師出版教材和專著11部。

近五年來,中心主持承擔國家973項目課題、國家傑出青年科學基金、國家自然科學基金重點項目和國家科技支撐計畫課題等各類科研項目204項,總經費達5000多萬元;發表教學研究論文30多篇;發表科研論文390餘篇,其中SCI、EI論文99篇;科研成果獎13項。

2006-2008年連續3年科研到帳經費超過千萬元,人均科研經費位居蘭州大學前茅;黃建平教授有關沙塵暴與乾旱氣候的最新研究成果被Nature雜誌在其網站氣候變化欄目和地球科學欄目中分別介紹。

作為大氣科學學院的基礎支撐,在大氣科學學科點建設中,中心發揮了舉足輕重的作用。在大氣科學一級學科博士點、博士後科研流動站、中國氣象局與蘭州大學合作共建大氣科學教學科研人才培養基地、軍事氣象國防生培養基地、大氣物理學與大氣環境國家重點培育學科、大氣科學國家高等學校特色專業建設點、蘭州大學半乾旱國際氣候站、半乾旱氣候變化教育部重點實驗室的建設和發展中,中心提供了重要的支撐和保障。

在承擔專業實驗實習教學的同時,中心面向全校開放,為全校所有學生和教職工服務;面向社會開放,已經被中國氣象局批准為“全國大氣科學科普基地”。

近四十年來,中心在上級主管部門正確領導和支持下,發揚學科優勢,整合各類資源,將實驗實習教學作為促進學生知識、能力、素質協調發展的重要方法和手段,通過局校合作、軍地合作、國際合作”的戰略發展模式,中心硬體條件和運行管理水平得以極大提高,實力不斷增強,教育教學質量顯著提高。

目前中心已成為國家公共氣象、安全氣象、資源氣象和軍事氣象創新性人才培養的重要基地、實驗教學成果推廣套用示範基地和大氣科學知識普及教育基地。中心的建設發展模式、實驗特色和經驗,為兄弟院校提供了良好的借鑑,具有示範性。

特別是對西部地區的相關高校,通過參觀訪問、師資培訓、學術交流、合作研究等形式和途徑,發揮了很好的輻射作用和示範作用。

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