天氣學(xué)
天氣學(xué)是研究天氣現(xiàn)象和天氣過程的物理本質(zhì)及規(guī)律,并用以制作天氣預(yù)報的學(xué)科,是大氣科學(xué)的一個重要分支。所以天氣學(xué)的研究對象是整個地球大氣,研究內(nèi)容是大氣中發(fā)生的各種天氣現(xiàn)象及其演變規(guī)律。然而,在實際工作中天氣學(xué)并來研究所有的大氣物理過程,而只是研究對天氣演變起重要作用的那些天氣現(xiàn)象和天氣過程。


中國氣象學(xué)家于1925年首先對中國天氣類型進行了分類;沈孝凰于1931年對中國江淮流域的氣旋作了研究;李憲之于1934~1936年期間對南半球和西北太平洋之間的關(guān)系進行了研究,并初步提出了兩個半球之間大氣環(huán)流的相互作用;盧于1943年寫出了中國第一本《天氣預(yù)告學(xué)》,并對30~40年代的中國寒潮和臺風(fēng)進行了研究;以后,對中國歷史上的特大暴雨、寒潮、高原氣象學(xué)和的研究,對高空切斷低壓(見)、中國降水天氣系統(tǒng)和中、低緯度環(huán)流的相互作用的研究,對和熱帶環(huán)流的研究,以及朱炳海對氣團、鋒等的研究,都對天氣學(xué)的發(fā)展作出了貢獻。
天氣學(xué)是研究大氣中各種天氣現(xiàn)象發(fā)生和變化的規(guī)律,以及如何運用這些規(guī)律來進行天氣預(yù)報的一門學(xué)科。“天氣學(xué)”一詞來源于西方國家,原義是綜觀的或鳥瞰的意思,即指將大范圍各地區(qū)氣象臺站在同一時刻觀測所得的氣象資料,填繪在一張空白地圖上,進行綜觀的分析。20世紀60年代以后,同時還配合氣象衛(wèi)星探測資料的分析,然后由此作出天氣預(yù)報。
天氣學(xué)的研究已有一百多年的歷史,它的發(fā)展同氣象觀測手段和技術(shù)的革新,以及同動力氣象學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)。
在20世紀20年代以前,主要是使用地面天氣圖等來分析各種氣壓系統(tǒng)及其天氣分布。20年代以后,由于探空儀的研制成功而獲得了高空氣象資料,從而對天氣系統(tǒng)的研究由地面擴展到了三維空間。在這期間,挪威氣象學(xué)家皮耶克尼斯提出了極鋒學(xué)說,瑞典氣象學(xué)家伯杰龍?zhí)岢隽藲鈭F學(xué)說。
極鋒學(xué)說概括了典型的極鋒氣旋模型,指出在溫帶的移動性氣旋內(nèi),有來自極地的冷空氣和來自熱帶的暖空氣形成的分界面,這種分界面稱作板鋒。氣團學(xué)說認為:中緯度的天氣變化,是由于來自不同源地的氣團相互作用的結(jié)果。當某地為某種氣團控制時,往往出現(xiàn)某種典型的天氣。而在兩種氣團交綏的地方,則天氣變化往往非常激烈。
1939年,瑞典氣象學(xué)家羅斯比通過對大量高空天氣圖的分析,提出了長波(行星波)理論,并發(fā)現(xiàn)極鋒氣旋是在長波的特定位置上發(fā)展起來的,氣旋的運動和發(fā)展,都和長波有密切的聯(lián)系。這期間,天氣學(xué)開始和動力氣象學(xué)結(jié)合,除了廣泛應(yīng)用羅斯比的長波公式外,英國氣象學(xué)家薩特克利夫和挪威氣象學(xué)家佩特森在簡化渦度方程的基礎(chǔ)上,分別提出了判斷地面天氣系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展的條件。此外,芬蘭氣象學(xué)家帕爾門對西風(fēng)帶大尺度天氣系統(tǒng)的特性;美國氣象學(xué)家牛頓對強對流風(fēng)暴等做了大量的研究。美國氣象學(xué)家里爾在熱帶天氣分析、熱帶大氣環(huán)流和東風(fēng)波的研究方面,都作出了貢獻。
20世紀60年代以后,由于高速電子計算機的使用,天氣學(xué)和動力氣象學(xué)的結(jié)合更加緊密。具體表現(xiàn)在對天氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬試驗和診斷分析兩方面,由此,對天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的物理機制,有了進一步的了解。同時由于氣象衛(wèi)星提供了人煙稀少地區(qū)的大量氣象資料,熱帶氣象學(xué)和極地氣象學(xué)得到了迅速的發(fā)展,許多新的大氣運動現(xiàn)象也不斷發(fā)現(xiàn)。再由于氣象雷達等探制手段的不斷改進,對中小尺度天氣系統(tǒng)、強對 流天氣的研究也更加深入了。
天氣學(xué)是一門理論與實踐緊密結(jié)合的應(yīng)用學(xué)科。天氣學(xué)的發(fā)展始于農(nóng)業(yè)、航海等對天氣預(yù)報的需要,準確的天氣預(yù)報一直是天氣學(xué)研究的主要目標。由于控制大氣運動因子的復(fù)雜性和大氣運動本身的隨機性,天氣預(yù)報還不能像日月星辰位置的預(yù)報那樣準確,但基本上已能實用,并在經(jīng)濟建設(shè)中起著重要的作用。特別是20世紀50年代以來,由于電子計算機和氣象衛(wèi)星的運用,天氣預(yù)報的精度已有很大提高。
天氣學(xué)是根據(jù)實際觀測資料概括出天氣學(xué)的規(guī)律或模式,并以動力氣象學(xué)為理論基礎(chǔ)進行研究的學(xué)科。天氣學(xué)和物理學(xué)不同,大部分天氣現(xiàn)象不能在實驗室內(nèi)進行觀察,而需把整個大氣圈作為“實驗室”,在收集世界各地大量觀測資料的基礎(chǔ)上,運用天氣圖表及其他工具進行研究。
天氣學(xué)是一門地方性很強的學(xué)科。由于大氣的流動性,各地天氣變化有著十分密切的關(guān)聯(lián)。即使有許多普遍性的規(guī)律,由于地理因素不同,各地的天氣也各有自己的特色,故在天氣學(xué)的研究中,既要考慮大氣整體的運動規(guī)律,又要考慮地理、地形和海陸分布等地方性因素的重大影響。
天氣學(xué)主要研究大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、天氣過程等大氣運動現(xiàn)象,綜合歸納大氣運動規(guī)律;研究大氣中各種不同尺度的天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、發(fā)生、發(fā)展和移動等特征,建立各種天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的物理圖象;研究各種天氣系統(tǒng)之間的相互作用以及大氣環(huán)流和天氣過程的演變等的物理機制;研究天氣預(yù)報方法,即研究怎樣根據(jù)天氣圖及其他有關(guān)工具的分析,對各地未來的天氣作出預(yù)報。
天氣學(xué)的研究是以氣象觀測資料為依據(jù)的,所以氣象觀測是其發(fā)展的基礎(chǔ)。天氣學(xué)發(fā)現(xiàn)的大氣運動現(xiàn)象,為動力氣象學(xué)提供了研究課題。動力氣象學(xué)的研究結(jié)果,又為天氣學(xué)的研究提供了理論依據(jù),并直接應(yīng)用于天氣預(yù)報中。
天氣學(xué)與氣候?qū)W有所不同,天氣學(xué)主要研究瞬時的大氣物理現(xiàn)象及其短期變化過程,而氣候?qū)W則主要研究長期的平均的大氣物理現(xiàn)象,及其長期變化規(guī)律。但二者又相互聯(lián)系,如天氣氣候?qū)W即是其結(jié)合的產(chǎn)物。天氣預(yù)報為各專業(yè)的朋務(wù)推動了應(yīng)用氣象學(xué)的發(fā)展。而應(yīng)用氣象學(xué)中各種不同的要求,又推動了天氣學(xué)的研究和發(fā)展。
隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,探測資料的日益增多和高速電子計算機的廣泛應(yīng)用,天氣學(xué)將向更加深入、綜合和理論化的方向發(fā)展。
① 天氣學(xué)是一門理論與實踐緊密結(jié)合的應(yīng)用學(xué)科。天氣學(xué)的發(fā)展始于農(nóng)業(yè)、航海等對天氣預(yù)報的需要。準確的天氣預(yù)報一直是天氣學(xué)研究的主要目標。由于控制大氣運動因子的復(fù)雜性和大氣運動本身的隨機性,天氣預(yù)報還不能像日月星辰位置的預(yù)報那樣準確,但基本上已能實用,并在經(jīng)濟建設(shè)中起著重要的作用。特別是50年代以來,由于電子計算機和氣象衛(wèi)星的運用,天氣預(yù)報的精度已有很大提高。對一些尺度較小的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)的預(yù)報,還將進一步研究。② 天氣學(xué)是根據(jù)實際觀測資料概括出天氣學(xué)的規(guī)律或模式,并以動力氣象學(xué)為理論基礎(chǔ)進行研究的學(xué)科。天氣學(xué)和物理學(xué)不同,大部分天氣現(xiàn)象不能在實驗室內(nèi)進行觀察,而需把整個大氣圈作為“實驗室”,在收集世界各地大量觀測資料的基礎(chǔ)上,運用天氣圖表及其他工具進行研究。
③ 天氣學(xué)是一門地方性很強的學(xué)科。由于大氣的流動性,各地天氣變化有著十分密切的關(guān)聯(lián)。即使有許多普遍性的規(guī)律,由于地理因素不同,各地的天氣也各有自己的特色,故在天氣學(xué)的研究中,既要考慮大氣整體的運動規(guī)律,又要考慮地理、地形和海陸分布等地方性因素的重大影響。 天氣學(xué)主要研究三方面內(nèi)容 :
①揭示和發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、天氣過程等大氣運動現(xiàn)象,綜合歸納大氣運動規(guī)律。
②研究大氣中不同尺度的天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、發(fā)生、發(fā)展和移動等特征,各種天氣系統(tǒng)之間的相互作用及大氣環(huán)流和天氣過程的演變等的物理機制。
③研究天氣預(yù)報方法。 ①天氣學(xué)和動力氣象學(xué)日趨結(jié)合,以及數(shù)值試驗的開展,使天氣學(xué)由半定性的研究向著更加精確和理論化的方向發(fā)展,天氣預(yù)報也向著更加定量化和自動化的方向發(fā)展。
②衛(wèi)星氣象學(xué)、雷達氣象學(xué)在天氣學(xué)中的應(yīng)用,以及飛機、火箭、定高氣球等探測手段提供的各種非實時資料的運用,使天氣學(xué)和天氣預(yù)報更可利用衛(wèi)星云圖等多種工具進行分析研究和預(yù)報,使天氣學(xué)朝著更加綜合的方向發(fā)展。
③氣象衛(wèi)星探測以及許多大規(guī)模的國際聯(lián)合試驗,獲得了大量低緯度地區(qū)和極地的資料,使以研究中、高緯度地區(qū)為主的天氣學(xué)向著研究全球天氣變化的方向發(fā)展。
④多普勒雷達等新技術(shù)的應(yīng)用,使嚴重的災(zāi)害性天氣預(yù)報向著更加準確及時的方向發(fā)展。 大唐資料庫 http://info.datang.net/T/T0632.HTM
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