第1章(緒論) 大氣科學(xué)簡史

1、大氣科學(xué)簡史大氣科學(xué)簡史 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn)二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn) 三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支 四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 大氣科學(xué)簡史大氣科學(xué)簡史 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 大氣科學(xué)簡史大氣科學(xué)簡史 1 1、傳統(tǒng)的氣象科學(xué)、傳統(tǒng)的氣象科學(xué) 2 2、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史 3 3、氣象科學(xué)過渡到大氣科學(xué)再到與其他、氣象科學(xué)過渡到大氣科學(xué)再到與其他 地球科學(xué)的結(jié)合地球科學(xué)的結(jié)合 一、現(xiàn)代

2、大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 1 1、傳統(tǒng)的氣象科學(xué)、傳統(tǒng)的氣象科學(xué) 主要研究大氣中各種天氣現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。主要研究大氣中各種天氣現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。 氣象學(xué)氣象學(xué)meteorology meteorology 源于希臘文：源于希臘文： meteorosmeteoros（上空的）（上空的） logos logos （推理）（推理） 干旱 雷暴 臺風(fēng)降雪 暴雨 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 2 2、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史 從感性知識到農(nóng)諺：從感性知識到農(nóng)諺： 例如：熱極生風(fēng)，悶極生雨；例如：熱極生風(fēng)，悶極

3、生雨； 十霧九晴十霧九晴（輻射霧）； 一場春雨一場暖；一場春雨一場暖； 一場秋雨一場寒，三場秋雨不穿單一場秋雨一場寒，三場秋雨不穿單（20），十場秋雨要穿棉十場秋雨要穿棉（10）; ; 白露秋分夜，一夜涼一夜；白露秋分夜，一夜涼一夜； 云南怪事云南怪事：（第七怪）四季服飾同穿戴：（第七怪）四季服飾同穿戴（氣候多變）；（第十七怪）；（第十七怪） 這邊下雨那邊曬這邊下雨那邊曬（一座山兩面可能一面艷陽天，一面雨傾盆） “蹭涼”族=哪涼快哪待去（商場、銀行、地鐵、沙灘、公園） 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 2 2、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史 從感

4、性知識到農(nóng)諺：從感性知識到農(nóng)諺： 例如：熱極生風(fēng)，悶極生雨；例如：熱極生風(fēng)，悶極生雨； 十霧九晴十霧九晴（輻射霧）； 一場春雨一場暖；一場春雨一場暖； 一場秋雨一場寒，三場秋雨不穿單一場秋雨一場寒，三場秋雨不穿單（20），十場秋雨要穿棉十場秋雨要穿棉（10）; ; 白露秋分夜，一夜涼一夜；白露秋分夜，一夜涼一夜； 云南怪事云南怪事：（第七怪）四季服飾同穿戴：（第七怪）四季服飾同穿戴（氣候多變）；（第十七怪）；（第十七怪） 這邊下雨那邊曬這邊下雨那邊曬（一座山兩面可能一面艷陽天，一面雨傾盆） “蹭涼”族=哪涼快哪待去（商場、銀行、地鐵、沙灘、公園） 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研

5、究內(nèi)容 2 2、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史、氣象科學(xué)經(jīng)歷的漫長的發(fā)展歷史 18201820年年, ,出現(xiàn)第一張?zhí)鞖鈭D出現(xiàn)第一張?zhí)鞖鈭D; ; 2020世紀(jì)：世紀(jì)：2020年代地面氣象觀測網(wǎng)建立年代地面氣象觀測網(wǎng)建立; ; 30304040年代高空氣象觀測網(wǎng)發(fā)展年代高空氣象觀測網(wǎng)發(fā)展; ; 6060年代計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)使氣象科學(xué)內(nèi)涵豐富，年代計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)使氣象科學(xué)內(nèi)涵豐富， 外延拓展外延拓展; ; 9090年代，氣象科學(xué)的概念已被大氣科學(xué)所取代年代，氣象科學(xué)的概念已被大氣科學(xué)所取代。 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 3 3、氣象科學(xué)過渡到大氣科學(xué)再到與其他、氣象科學(xué)

6、過渡到大氣科學(xué)再到與其他 地球科學(xué)的結(jié)合地球科學(xué)的結(jié)合 大氣科學(xué)是研究大氣中各種現(xiàn)象的演變規(guī)律大氣科學(xué)是研究大氣中各種現(xiàn)象的演變規(guī)律 這些現(xiàn)象包括物理的、化學(xué)的以及人類活動對大氣的影響這些現(xiàn)象包括物理的、化學(xué)的以及人類活動對大氣的影響 地球大氣無論其組成、結(jié)構(gòu)還是它的運(yùn)動，都存在地球大氣無論其組成、結(jié)構(gòu)還是它的運(yùn)動，都存在 著確定性與不確定性兩個(gè)方面。這正是大氣科學(xué)研究復(fù)著確定性與不確定性兩個(gè)方面。這正是大氣科學(xué)研究復(fù) 雜的一面。雜的一面。 探討如何利用這些規(guī)律為人類社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展服務(wù)探討如何利用這些規(guī)律為人類社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展服務(wù) 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 3 3

7、、氣象科學(xué)過渡到大氣科學(xué)再到與其他、氣象科學(xué)過渡到大氣科學(xué)再到與其他 地球科學(xué)的結(jié)合地球科學(xué)的結(jié)合 大氣科學(xué)研究對象大氣科學(xué)研究對象主要是覆蓋整個(gè)地球的大氣圈主要是覆蓋整個(gè)地球的大氣圈 以及大氣圈與地球的水圈、巖石圈、冰雪圈和生以及大氣圈與地球的水圈、巖石圈、冰雪圈和生 物圈之間的相互作用。物圈之間的相互作用。 大氣科學(xué)的研究范圍大氣科學(xué)的研究范圍已延伸到發(fā)生在某些行星的已延伸到發(fā)生在某些行星的 大氣現(xiàn)象。大氣現(xiàn)象。 二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn)二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn) 1 1、大氣科學(xué)的研究不僅限于大氣圈。、大氣科學(xué)的研究不僅限于大氣圈。大氣大氣 圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈等圈、水圈、冰雪圈、

8、巖石圈和生物圈等5 5圈圈 組成一個(gè)綜合系統(tǒng)。組成一個(gè)綜合系統(tǒng)。 2 2、大自然是大氣科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)基地：實(shí)踐、大自然是大氣科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)基地：實(shí)踐 理論理論實(shí)踐。實(shí)踐。影響大氣現(xiàn)象的因素很復(fù)影響大氣現(xiàn)象的因素很復(fù) 雜，很難在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行完整的模擬研究，所雜，很難在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行完整的模擬研究，所 以只能以大自然為實(shí)驗(yàn)室。以只能以大自然為實(shí)驗(yàn)室。 3 3、國際合作是推動大氣科學(xué)發(fā)展的必要途徑。、國際合作是推動大氣科學(xué)發(fā)展的必要途徑。 大氣無國界，全球大氣不停地運(yùn)動，而且是一大氣無國界，全球大氣不停地運(yùn)動，而且是一 個(gè)整體。小到一個(gè)地區(qū)，區(qū)域聯(lián)動。如人工影個(gè)整體。小到一個(gè)地區(qū)，區(qū)域聯(lián)動。如人工影

9、響天氣，全球資料交換。響天氣，全球資料交換。 三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支 大氣物理學(xué)大氣物理學(xué) 大氣探測大氣探測 大氣動力學(xué)大氣動力學(xué) 天氣學(xué)天氣學(xué) 氣候?qū)W氣候?qū)W 大氣遙感大氣遙感 大氣化學(xué)大氣化學(xué) 邊界層物理邊界層物理 數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值預(yù)報(bào) 應(yīng)用氣象學(xué)應(yīng)用氣象學(xué) 三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支 大氣科學(xué) 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn)二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn) 三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支 四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 大氣科學(xué)簡史大氣科

10、學(xué)簡史 四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系 與其它科學(xué)相互滲透、相互借鑒：與其它科學(xué)相互滲透、相互借鑒： 研究大氣運(yùn)動，需同流體力學(xué)、熱力學(xué)密切合作； 研究太陽輻射，需同空間物理學(xué)、太陽物理學(xué)密切合作； 研究大氣污染，需同化學(xué)、生物學(xué)和生態(tài)學(xué)密切合作； 研究數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，需同計(jì)算數(shù)學(xué)等密切合作； 在大氣探測自動化進(jìn)程中，需同信息理論、系統(tǒng)工程等密 切合作。 一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容一、現(xiàn)代大氣科學(xué)的研究內(nèi)容 二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn)二、大氣科學(xué)的研究特點(diǎn) 三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支三、大氣科學(xué)的學(xué)科分支 四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系四、大氣科學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系 五、大氣科學(xué)發(fā)

11、展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 大氣科學(xué)簡史大氣科學(xué)簡史 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 殷朝甲骨文關(guān)于天氣的卜辭殷朝甲骨文關(guān)于天氣的卜辭 1717世紀(jì)以前，對大氣的認(rèn)識是直覺的、經(jīng)驗(yàn)的世紀(jì)以前，對大氣的認(rèn)識是直覺的、經(jīng)驗(yàn)的 公元前公元前2 2世紀(jì)二十四節(jié)氣和世紀(jì)二十四節(jié)氣和 七十二候。七十二候。 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 17171818世紀(jì)定量分析階段世紀(jì)定量分析階段 巴黎天文臺臺長勒維烈巴黎天文臺臺長勒維烈 天氣圖天氣圖 18201820年第一張?zhí)鞖鈭D年第一張?zhí)鞖鈭D 18351835年科里奧利力年科里奧利力 18571857年白貝羅提出風(fēng)與氣壓的關(guān)系年白貝羅提出風(fēng)與

12、氣壓的關(guān)系 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 19201920年挪威著名氣象學(xué)家皮葉克年挪威著名氣象學(xué)家皮葉克 尼斯（尼斯（V.Bjerknes)V.Bjerknes)等提出鋒面、氣旋和等提出鋒面、氣旋和 氣團(tuán)學(xué)說，為天氣分析和預(yù)報(bào)氣團(tuán)學(xué)說，為天氣分析和預(yù)報(bào)1-21-2天以后天以后 的天氣變化奠定了理論基礎(chǔ)。的天氣變化奠定了理論基礎(chǔ)。 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 20 20世紀(jì)世紀(jì)3030年代，無線電探空儀開始應(yīng)用，高空天氣圖出現(xiàn)，年代，無線電探空儀開始應(yīng)用，高空天氣圖出現(xiàn)， 這就了解大氣的垂直結(jié)構(gòu)。根據(jù)探空資料繪制的高空天氣圖，發(fā)這就了解大氣的垂直結(jié)構(gòu)。根據(jù)探空資料繪制

13、的高空天氣圖，發(fā) 現(xiàn)了大氣長波?，F(xiàn)了大氣長波。 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 19391939年美籍瑞典氣象學(xué)家羅斯貝（年美籍瑞典氣象學(xué)家羅斯貝（C.G.Rossby)C.G.Rossby)為首的芝加哥學(xué)為首的芝加哥學(xué) 派：大氣環(huán)流是復(fù)雜的，長波動力學(xué)，位渦度理論預(yù)報(bào)延伸到派：大氣環(huán)流是復(fù)雜的，長波動力學(xué)，位渦度理論預(yù)報(bào)延伸到3 34 4天天 19461946年年“播云播云”實(shí)驗(yàn)，人工影響天氣階段實(shí)驗(yàn)，人工影響天氣階段 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 5050年代開始，新技術(shù)的運(yùn)用有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展：年代開始，新技術(shù)的運(yùn)用有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展： 1.1.多手段全球觀測系統(tǒng)的

14、建立多手段全球觀測系統(tǒng)的建立 19451945年起雷達(dá)（微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、聲雷達(dá)和多普勒雷達(dá)）和火箭年起雷達(dá)（微波雷達(dá)、激光雷達(dá)、聲雷達(dá)和多普勒雷達(dá)）和火箭 進(jìn)行大氣探測；進(jìn)行大氣探測； 19601960年極軌氣象衛(wèi)星；年極軌氣象衛(wèi)星； 19661966年地球同步氣象衛(wèi)星；年地球同步氣象衛(wèi)星； 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科學(xué)發(fā)展概略 2.2.廣泛采用實(shí)驗(yàn)的手段廣泛采用實(shí)驗(yàn)的手段 從對觀測資料的描述分析到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是質(zhì)的飛躍：從對觀測資料的描述分析到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是質(zhì)的飛躍： 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)（模型實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)（模型實(shí)驗(yàn)） 數(shù)值試驗(yàn)數(shù)值試驗(yàn) 大氣觀測實(shí)驗(yàn)大氣觀測實(shí)驗(yàn) 五、大氣科學(xué)發(fā)展概略五、大氣科

15、學(xué)發(fā)展概略 3.3.人工影響天氣人工影響天氣 中國從中國從5050年代末以來在大多數(shù)省份進(jìn)行人工降水、人工防雹和年代末以來在大多數(shù)省份進(jìn)行人工降水、人工防雹和 人工防霜的試驗(yàn)，這些試驗(yàn)在設(shè)計(jì)和效果檢驗(yàn)等方面存在不少問題。人工防霜的試驗(yàn)，這些試驗(yàn)在設(shè)計(jì)和效果檢驗(yàn)等方面存在不少問題。 4.4.氣候研究的新局面氣候研究的新局面 從從7070年代起，氣候?qū)W已突破了只從大氣的角度來研究的限制，年代起，氣候?qū)W已突破了只從大氣的角度來研究的限制， 而擴(kuò)展到同時(shí)考慮大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈的氣候而擴(kuò)展到同時(shí)考慮大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈的氣候 系統(tǒng)研究。系統(tǒng)研究。 5.5.新分支學(xué)科的不斷涌現(xiàn)新分支學(xué)科的不斷涌現(xiàn) 大氣遙感、雷達(dá)氣象學(xué)和衛(wèi)星氣象學(xué)；云和降水物理學(xué)及其應(yīng)用大氣遙感、雷達(dá)氣象學(xué)和衛(wèi)星氣象學(xué)；云和降水物理學(xué)及其應(yīng)用 科學(xué)人工影響天氣；大氣化學(xué)；數(shù)值預(yù)報(bào)；極地氣象學(xué)、熱帶氣象學(xué)科學(xué)人工影響天氣；大氣化學(xué)；數(shù)值預(yù)報(bào)；極地氣象學(xué)、熱帶氣象學(xué) 和高原氣象學(xué)；農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、森林氣象學(xué)、航空氣象學(xué)和醫(yī)療氣象學(xué)和高