氣候?qū)W

氣候?qū)W是研究氣候特征、形成、分布和演變規(guī)律，以及氣候與其他自然因子和人類活動的關(guān)系的學(xué)科。它既是自然地理學(xué)的一個分支，也是大氣科學(xué)的一個分支。氣候是人類生活和生產(chǎn)活動的重要環(huán)境條件。人類最初只能適應(yīng)氣候，本能地利用氣候資源和躲避氣候災(zāi)害。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步人類已逐步掌握氣候的分布和變化規(guī)律，在合理利用氣候資源、有效防御氣象災(zāi)害等方面取得成就，并開始在改善氣候方面作出努力，氣候?qū)W的研究也有了長足的發(fā)展，并形成物理氣候?qū)W、天氣氣候?qū)W、綜合氣候?qū)W、應(yīng)用氣候?qū)W、衛(wèi)星氣候?qū)W、年輪氣候?qū)W等分支學(xué)科。

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氣候?qū)W - 簡介

氣候?qū)W書籍

氣候?qū)W包括一般原理、氣候特征的時間和空間分布、演變及其分類等。人們常以氣候要素的空間分布圖和時間分布圖、氣候要素的綜合關(guān)系圖和各種氣候統(tǒng)計圖等記述某地點、某區(qū)域或全球范圍的基本氣候特征。某個地方的氣候志是對該地多年氣象資料整理和分析概括出的基本氣候狀況的資料。研究氣候形成、分布、變化及其與人類活動相互關(guān)系的學(xué)科。是氣象學(xué)與自然地理學(xué)的邊緣學(xué)科。

主要研究氣候的形成、氣候要素的時空分布；區(qū)域氣候的特征；氣候變化的規(guī)律；氣候形成諸要素間的相互影響及如何合理開發(fā)、利用氣候資源，減少或減輕氣候災(zāi)害；避免人類活動對大氣環(huán)境造成不良后果等。按研究尺度分為大氣候?qū)W、中氣候?qū)W和小氣候?qū)W；按研究時段的長短，分為地質(zhì)時期氣候?qū)W、歷史時期氣候?qū)W和近代氣候?qū)W；按所用原理和方法分為物理氣候?qū)W、天氣氣候?qū)W、動力氣候?qū)W等。此外，根據(jù)氣候?qū)W在國民經(jīng)濟建設(shè)中的應(yīng)用，結(jié)合各相應(yīng)專業(yè)的特點，形成各應(yīng)用氣候?qū)W的分支，如農(nóng)業(yè)氣候?qū)W、林業(yè)氣候?qū)W、建筑氣候?qū)W、醫(yī)療氣候?qū)W、航海氣候?qū)W、航空氣候?qū)W等。

氣候?qū)W

幾千年前，人們對氣候現(xiàn)象已有記載。氣象觀測儀器發(fā)明后，氣候?qū)W迅速發(fā)展。至19世紀后期，人們對氣候形成、氣候要素的區(qū)域分布及氣候分類有了初步認識。20世紀初開始從描述階段轉(zhuǎn)向理論方面的研究，同時應(yīng)用氣候?qū)W受到更多的重視。20世紀40年代，隨著觀測范圍的擴大和觀測項目的增加，如輻射觀測、探空、海洋探測及為特殊研究目的而進行的大型觀測等，尤其是氣象衛(wèi)星的應(yīng)用，填補了沙漠、高原、海洋等地區(qū)的氣候資料；大型快速計算機的使用，使氣候?qū)W的研究進入蓬勃發(fā)展的新時期。用數(shù)值模擬方法研究人類活動對氣候的影響，重建古氣候的研究，探討預(yù)報氣候的可能性及氣候成因，氣候變化的理論研究，均使氣候?qū)W的研究進入更精確的理論分析階段。70年代以來，全球性的氣候異常引起人們普遍關(guān)注，在有關(guān)環(huán)境、糧食、水資源和沙漠化等的國際會議上，氣候問題都被擺到了重要的地位。包括大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈在內(nèi)的氣候系統(tǒng)的概念正在形成，氣候?qū)W正朝著綜合性的學(xué)科方向發(fā)展。

氣候?qū)W - 發(fā)展簡史

1972年，竺可楨發(fā)表《中國近五千年氣候變遷的初步研究》一文

人類對氣候的認識和研究，經(jīng)歷了3個發(fā)展階段。

經(jīng)驗積累階段
主要指16世紀以前。人類最初憑著經(jīng)驗逐漸認識天氣和氣候。例如，中國殷商時代的甲骨文、周代的《詩經(jīng)》，已有很多天氣和氣候知識的記載。秦漢時代出現(xiàn)的二十四節(jié)氣和七十二候，開始以自然物候的季節(jié)變化預(yù)報農(nóng)時，一直沿用至今。宋代沈括在《夢溪筆談》中通過物候現(xiàn)象的地區(qū)差異說明了各地氣候的不同。古希臘時代的亞里士多德曾著《氣象學(xué)》（約公元前340）一書，對當時的天氣和氣候知識作了系統(tǒng)的總結(jié)。公元2世紀，托勒密將氣候從赤道到北極劃分為 24個氣候帶。

學(xué)科建立階段
主要指16～19世紀。氣候?qū)W成為一門學(xué)科是在有了氣象儀器觀測以后的事。16～17世紀，溫度表、氣壓表等儀器相繼發(fā)明，并普遍使用。利用這些儀器的觀測記錄，開始了系統(tǒng)的氣候研究。1817年，德國A.von洪堡首次繪制了全球等溫線圖，成為近代氣候?qū)W研究的開端。1883年，奧地利J.F.von漢恩編著了《氣候?qū)W手冊》一書，提出較完整的氣候?qū)W研究的方法體系，并為研究全球氣候提供了資料。1884年，俄國А.И.沃耶伊科夫著《全球氣候及俄國氣候》一書，分析了太陽輻射、水分循環(huán)、下墊面等對氣候的作用。以后E.布呂克納等曾根據(jù)太陽黑子數(shù)變化周期預(yù)測未來氣候。這一時期主要是分析研究氣候要素的地區(qū)分布，定性描述區(qū)域氣候的特征。

近代以來的發(fā)展階段
19世紀后期，世界氣象觀測網(wǎng)逐漸形成。到20世紀初，氣候?qū)W研究從描述性為主發(fā)展到以理論研究為主，出現(xiàn)了氣旋模式、鋒面理論，氣團學(xué)說等，積累了許多天氣圖資料，開始進行氣候形成及變遷的研究，氣候?qū)W在各方面的應(yīng)用受到重視。1900～1936年，德國W.P.柯本根據(jù)氣候同植物的關(guān)系，對世界氣候進行了分類(見柯本氣候分類)。1920～1925年，蘇聯(lián)Е.Е.費奧多羅夫創(chuàng)立綜合氣候?qū)W。1930年，柯本和R.蓋格發(fā)表《氣候?qū)W手冊》，對氣候?qū)W作了較全面的評述。

30年代初，T.H.P.伯杰龍和T.海賽爾貝格開創(chuàng)了天氣氣候?qū)W。在30年代和40年代C.W.索恩思韋特、Б.П.阿利索夫等都進行了各自的氣候分類（見索恩思韋特氣候分類、阿利索夫氣候分類）。20世紀中期，隨著高空氣象觀測、無線電技術(shù)、氣象衛(wèi)星和電子計算機的廣泛使用以及采用人工氣候模擬等方法，氣候?qū)W迅速發(fā)展。50年代，N.A.菲利普斯第一次用流體力學(xué)方法在電子計算機上模擬了氣候的形成。隨著對海洋與大氣相互關(guān)系的研究，一些學(xué)者從動力學(xué)角度研究地－氣系統(tǒng)的輻射收支和能量轉(zhuǎn)換，探討氣候形成原因。1950年，英國C.E.P.布魯克斯研究了地質(zhì)時期和各個歷史時期的氣候。70年代初，世界范圍的氣候異常引起人們的普遍關(guān)注，從而廣泛地開展了氣候變化的研究。1972年，中國竺可楨發(fā)表《中國近五千年氣候變遷的初步研究》一文。此后，中國學(xué)者又發(fā)表了中國五百年旱澇歷史資料等。美國學(xué)者用數(shù)值方法模擬了 1萬多年前的古氣候狀態(tài)。并廣泛開展了對未來氣候變化趨勢的研究。隨著氣象衛(wèi)星的應(yīng)用，氣候資料的數(shù)量激增，用電子計算機快速處理氣候資料的業(yè)務(wù)也隨之發(fā)展，并提出了監(jiān)視地球氣候變化征兆的氣候監(jiān)測計劃。從70年代起，氣候?qū)W已擴展到同時涉及大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈的氣候系統(tǒng)的研究。

氣候?qū)W - 研究內(nèi)容

相關(guān)書籍

現(xiàn)代氣候?qū)W研究主要有以下幾個方面：
①氣候形成。研究太陽輻射、大氣環(huán)流、下墊面狀況在氣候形成中的作用，以及人類活動和地球天文參數(shù)變化對氣候的影響，如對輻射氣候、動力氣候、物理氣候、季風(fēng)氣候、污染氣候等的研究。

②氣候分布。研究各地氣候的物征和差異、各種氣候要素的分布規(guī)律，如對氣候分類和氣候區(qū)劃、區(qū)域氣候、近地層氣候、高空氣候、海洋氣候等研究。

③氣候變遷。研究地球形成以來各個時期和未來的氣候特征和變化規(guī)律，如對地質(zhì)時期氣候、歷史氣候、現(xiàn)代氣候、氣候預(yù)測等的研究。

④氣候與其他自然因素的關(guān)系。研究氣候與地形、水文、植被、土壤等之間的相互作用和相互關(guān)系，如對小氣候、地形氣候、水文氣候、植被氣候和土壤氣候等的研究。

⑤應(yīng)用氣候。研究氣候?qū)θ祟惿a(chǎn)活動、生活活動以及軍事等的影響，如對氣候資源利用、氣候災(zāi)害防御、大氣環(huán)境分析和評價，以及農(nóng)業(yè)氣候、工業(yè)氣候、建筑氣候、航空氣候、城市氣候、醫(yī)療氣候、軍事氣候等的研究。

⑥氣候與人類的關(guān)系。研究人類對氣候的影響，包括有意識地改善氣候條件和無意識地使氣候惡化。

氣候?qū)W - 分類

各地的氣候特征有顯著的差異

由于太陽輻射，大氣環(huán)流和下墊面的特征不同，各地的氣候特征有顯著的差異。如大陸東岸和西岸的氣候特征各異；即使同屬東岸，歐亞大陸東岸和北美大陸東岸的氣候也不相同。這種地域性的特點，正是氣候?qū)W成為地理學(xué)分支的重要原因，也是氣候?qū)W中進行氣候分類研究的基礎(chǔ)。只有在廣闊的范圍內(nèi)進行觀測和調(diào)查研究，才能得出具有同類氣候特征的區(qū)域和界限。

按氣候?qū)W研究的空間尺度劃分，有全球氣候、北半球氣候、大區(qū)域氣候和地方氣候等不同尺度的氣候。按時間尺度劃分，有年際氣候變化、幾十年以上的氣候變化和萬年以上變化周期的氣候變遷等。要研究年際氣候變化和較短時期的氣候變化，至少需要有連續(xù)三十年的觀測資料。而要研究幾十年周期的變化，就需要有至少十倍于該周期時間長度的資料，所以，除現(xiàn)代氣象資料外，還需要利用歷史記載和樹木年輪等進行分析，以延長資料年限。對于萬年以上的變化，常利用地質(zhì)巖心、冰心、化石等資料進行分析推測。

氣候?qū)W是應(yīng)用性很強的學(xué)科。從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、通信、能源、軍事以至人類的一切活動，都和氣候有密切的關(guān)系，大量的邊緣學(xué)科，如城市氣候、建筑氣候、軍事氣候、農(nóng)業(yè)氣候、森林氣候、海洋氣候以及旅游氣候等逐漸形成。

太陽輻射、大氣環(huán)流，下墊面狀況(如海、陸、植被)是氣候形成的幾個主要因子，然而，這些因子之間如何互相作用而形成一個地方的氣候特征，尚待進一步研究；還有，由于人類活動使大氣中的微量元素和污染物質(zhì)含量的增加而對氣候變化的影響，以及各種地球天文參數(shù)對氣候的影響等。這些都使氣候形成理論的研究變得極其復(fù)雜，至今還缺乏精確有效的理論模式。

物理氣候?qū)W與動力氣候?qū)W主要以動力學(xué)的理論和方法研究氣候形成和氣候變化的原因。主要內(nèi)容包括：輻射平衡、熱量平衡、水分循環(huán)以及大氣中各種污染物質(zhì)和微量元素等的變化與氣候的關(guān)系。運用大型電子計算機進行氣候模擬，是研究物理動力氣候?qū)W的重要方法，這一新分支的出現(xiàn)，為氣候?qū)W的理論研究開辟了新的前景。

天氣氣候?qū)W是研究多年間大氣環(huán)流的一般狀態(tài)及其變動的規(guī)律性。如：環(huán)流的分型及其出現(xiàn)的頻率，天氣系統(tǒng)的頻率、強度和路徑，大范圍氣候異常與大氣環(huán)流的關(guān)系等問題。

應(yīng)用氣候?qū)W根據(jù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活等各方面的特殊需要，研究它們同氣候的相互關(guān)系，以及如何將氣候知識廣泛應(yīng)用于各個方面。主要研究內(nèi)容為：氣候資源的利用，氣候災(zāi)害的防御，大氣環(huán)境的分析、評定和區(qū)劃，以及各有關(guān)專業(yè)相應(yīng)的氣候問題。此外，氣候?qū)W還可按大氣的分層分為：近地層氣候?qū)W和平流層氣候?qū)W等。

氣候?qū)W - 于其他學(xué)科關(guān)系

氣象學(xué)與氣候?qū)W

氣候?qū)W同各門基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)及至社會科學(xué)間有著廣泛的聯(lián)系。無論是從理論還是從方法看，氣候?qū)W和數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)等基本學(xué)科以及大氣科學(xué)各分支都有密切的關(guān)系。氣候監(jiān)測更需要應(yīng)用各種技術(shù)科學(xué)。所以，氣候?qū)W是同其他多種學(xué)科廣泛聯(lián)系的一門學(xué)科。

由于氣候涉及到人類生活和生產(chǎn)的各個方面，從1972年以來，在國際上關(guān)于環(huán)境、糧食、水資源、沙漠化等一系列重要會議上，，氣候問題都占有顯著地位。1979年世界氣候大會提出了世界氣候計劃，使氣候問題成為國際協(xié)作的重大課題，氣候?qū)W成了日益活躍的學(xué)科，氣候?qū)W的含義也正在不斷發(fā)展，包括大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈在內(nèi)的氣候系統(tǒng)的概念也正在形成。 雖然，當前氣候?qū)W仍以大氣為其主要研究對象，但其內(nèi)容正在不斷地豐富和充實，從大氣科學(xué)的一個分支向著綜合性的氣候系統(tǒng)的學(xué)科發(fā)展。

氣候?qū)W - 發(fā)展前景

人類生產(chǎn)和生活各個方面與氣候關(guān)系密切。合理地利用氣候資源，有效地防御氣候災(zāi)害已成為氣候?qū)W研究越來越重要的問題。未來的氣候變化受到人們極大的關(guān)注。自世界氣象組織 (WMO)1979年制定了世界氣候計劃(WCP)以來，各國學(xué)者對氣候變化和異常及其對人類的影響，進行了更為廣泛深入的研究。新技術(shù)和新方法的普遍應(yīng)用，使氣候?qū)W研究的范圍大為擴大，氣候?qū)W正向綜合研究氣候系統(tǒng)的方向發(fā)展。

氣候?qū)W - 相關(guān)學(xué)科

大氣科學(xué)、物候?qū)W、古氣候?qū)W、年輪氣候?qū)W、大氣化學(xué)、動力氣象學(xué)、大氣物理學(xué)、大氣邊界層物理、云和降水物理學(xué)、云和降水微物理學(xué)、云動力學(xué)、雷達氣象學(xué)、無線電氣象學(xué)、大氣輻射學(xué)、大氣光學(xué)、大氣電學(xué)、平流層大氣物理學(xué)、大氣聲學(xué)、天氣學(xué)、熱帶氣象學(xué)、極地氣象學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)、生物氣象學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、森林氣象學(xué)、醫(yī)療氣象學(xué)、水文氣象學(xué)、建筑氣象學(xué)、航海氣象學(xué)、航空氣象學(xué)、軍事氣象學(xué)、空氣污染氣象學(xué)。

氣候?qū)W - 研究內(nèi)容

現(xiàn)代氣候?qū)W研究主要有以下幾個方面：
①氣候形成。研究太陽輻射、大氣環(huán)流、下墊面狀況在氣候形成中的作用，以及人類活動和地球天文參數(shù)變化對氣候的影響，如對輻射氣候、動力氣候、物理氣候、季風(fēng)氣候、污染氣候等的研究。
②氣候分布。研究各地氣候的物征和差異、各種氣候要素的分布規(guī)律，如對氣候分類和氣候區(qū)劃、區(qū)域氣候、近地層氣候、高空氣候、海洋氣候等研究。
各地的氣候特征有顯著的差異
③氣候變遷。研究地球形成以來各個時期和未來的氣候特征和變化規(guī)律，如對地質(zhì)時期氣候、歷史氣候、現(xiàn)代氣候、氣候預(yù)測等的研究。
④氣候與其他自然因素的關(guān)系。研究氣候與地形、水文、植被、土壤等之間的相互作用和相互關(guān)系，如對小氣候、地形氣候、水文氣候、植被氣候和土壤氣候等的研究。
⑤應(yīng)用氣候。研究氣候?qū)θ祟惿a(chǎn)活動、生活活動以及軍事等的影響，如對氣候資源利用、氣候災(zāi)害防御、大氣環(huán)境分析和評價，以及農(nóng)業(yè)氣候、工業(yè)氣候、建筑氣候、航空氣候、城市氣候、醫(yī)療氣候、軍事氣候等的研究。
⑥氣候與人類的關(guān)系。研究人類對氣候的影響，包括有意識地改善氣候條件和無意識地使氣候惡化。

氣候?qū)W - 氣候?qū)W變化研究

氣候?qū)W變化研究 Climate Change Research Letters 是一本關(guān)于氣候變化領(lǐng)域最新進展的國際中文期刊，由漢斯出版社發(fā)行。主要刊登國內(nèi)外氣候變化相關(guān)領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文。本刊支持思想創(chuàng)新、學(xué)術(shù)創(chuàng)新，倡導(dǎo)科學(xué)，繁榮學(xué)術(shù)，集學(xué)術(shù)性、思想性為一體，旨在為了給世界范圍內(nèi)的科學(xué)家、學(xué)者、科研人員提供一個傳播、分享和討論氣候變化領(lǐng)域內(nèi)不同方向問題與發(fā)展的交流平臺。
研究領(lǐng)域：

氣候?qū)W變化研究

· 氣候變化的機制，根源和影響
· 氣候變化的數(shù)據(jù)觀測與數(shù)值模擬
· 氣候變化引起的全球環(huán)境變化的研究
· 氣候極端事件的觀測，模擬和影響
· 氣候與地球系統(tǒng)模擬
· 應(yīng)對氣候變化的戰(zhàn)略
· 氣候變化的經(jīng)濟學(xué)分析
· 氣候時間序列分析
· 減排與碳匯
· 可再生能源

·可持續(xù)發(fā)展

· 大氣與海洋科學(xué)
· 水文與湖泊學(xué)
· 全球變化生態(tài)學(xué)
· 環(huán)境與資源科學(xué)
· 可持續(xù)農(nóng)業(yè)，林業(yè)與土壤科學(xué)
· 遙感與地理信息系統(tǒng)
· 火山學(xué)

氣候?qū)W - 參考資料

大科普網(wǎng)
生命經(jīng)緯網(wǎng)

本文編號：31132