现代气候学 第1章

1974 瑞典斯德哥尔摩 联合国粮食大会
1974 瑞典斯德哥尔摩 气候的物理基础及其模拟的国际讨论会
1979 1990 2009 1992
日内瓦 日内瓦 日内瓦 巴西里约热内卢
第一次世界气候大会 推动建立了世界气候计划、世界气候研究计划 （WCP）和政府间气候变化专业委员会（IPCC）
第二次世界气候大会 推动建立《联合国气候变化框架公约》和全球气 候观测系统
由于人类活动可能引起的气候变化； (6)研究人类在何种程度上、以什么样的方式影响气候系统
1.2现代气候学和传统气候学
分支：
按研究尺度可分为：大气候学、中气候学和小气候学； 按研究所用的原理和方法可分为：天气气候学 、物理气
候学、动力气候学、卫星气候学、统计气候学和地理 气候学； 按研究时段和所用资料可分为地质时期气候学、历史时 期气候学和现代气候学。
第三次世界气候大会 推动建立“全球气候服务框架”
世界环境与发展大会 （联合国气候变化框架公约》第1次缔约方会议
1.2现代气候学和传统气候学
现代气候学与传统气候学的区别：
传统气候学描述一定区域的气候特点
现代气候学气候形成和变化的原因，要求预测某个地 区或全球范围的各个时间尺度的气候变化，即围绕平 衡态的扰动或对平衡态的偏差或距平
1.2现代气候学和传统气候学
气候变化的因子不单是大气内部的种种过程，还决定 于发生大气上、下界处得各种物理和化学过程
气候学研究的三种基本手段
观测
理论
模式
观测分析揭示事实，数值模拟和理论解释阐明机理
气候系统
气候系统的基本物理过程
外部强迫
内部作用过程
1.3 气候学的发展
春秋战国：
中
一年分为：二十四节气
国
七十二候，
二 十
以五日为一候，三候为气，
四
各候各气都有其自然特征，
节
合称气候。
气
古希腊时代，也出现气候
方面的记载
第 十 章 人类活动与气候 第十一章 气候诊断与预测 第十二章 气候数值模拟
第一章 绪论
1.1 “气候”的概念 1.2 现代气候学和传统气候学 1.3 气候学的发展 1.4 现代气候学的任务
1.1 “气候”的概念 气候系统的定义：
大气圈、与水圈（海洋）、冰雪圈、岩石圈和生 物圈相互作用的整体。气候是天-地-生相互作用 下的大气系统的较长时间的平均状态。
发明者姓名 发明者国籍 发明的气象 观测仪器
伽利略
意大利
温度表
托里拆利 意大利
气压表
胡克
英国
板式风速器
索修尔
瑞士
毛发湿度计
b)理论研究方面
气象学和气候学由单纯定性的描述进入了可以 定量分析的阶段，逐渐发展为独立的学科。
时间
姓名
国籍
研究成果
1817
洪堡德
德国
绘制世界平均气温分布图
1820
布兰德
德国
绘制世界上第一张天气图
1835
科里奥利
法国
科里奥利力的概念
1845
贝格豪斯
德国
绘制世界降水分布图
1857 1863 1883
白贝罗 菲茨罗伊 汉恩
荷兰 英国 德国
风压关系定律 气旋模式 《气候学大纲》
③ 发展时期 早期：19世纪末～20世纪中叶
a) 观测方面 • 地面观测内容更加丰富和精确，观测站
网扩大． • 气象观测从地面向高空发展．
1928年苏联莫尔恰诺夫发明无线电探空仪
b)理论研究方面
• 锋面气旋学说 • 长波理论 • 降雨学说 • 气候学方面：创立了气候型的概念和几种 气候分类法、出版了五卷《气候学手册》
④近期：20世纪中叶～至今
a) 观测方面
• 先进的观测技术 • 常规气象观测网的加密 • 开展大规模的综合观测试验
b)理论研究方面
现代气候学的研究内容基本包括：
(1) 研究气候系统的一般特性，如大气圈、水圈、冰雪圈、陆地表面、生物 圈等的组成物质的微属性等)；
(2)研究气候系统及其子系统中各种能量的源汇、性质、转换和输送等； (3)研究气候系统及其子系统在各种时空尺度上变化； (4)预报未来各种时空尺度上气候系统的状态； (5)研究气候变化对自然环境和人类社会产生的影响，研究
天气的平均状态
在某一时间段内气候要素的平均值和变率的统计 描述
现代气候的定义：
在太阳辐射和气候系统各子系统相互作用下， 地球上某一区域在某一特定时段内气候要素的平均 值和变率的统计状态。
世界气象组织（WMO）规定把30年（1971-2000年、 1980-2010年）作为气候标准时段。
过去140年来地球表面平均气温变化情况
天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内 大气现象（风、云、雨、雪、干、湿、雷、电 等）及其状态（温度、压强、湿度、密度等） 的综合。
气候与天气的联系和区别：
时间尺度、变化特点、影响因子
气候的定义
气候是一定地点或一定地区上大气的长年状况， 用各种气候要素的统计值表示；
气候是一地区天气的平均状态和一般过程，研究 各种天气系统、大气环流的平均状态；
现代气候学基础
现代气候学，北京：气象出版社，2010 作者：缪启龙、江志红、陈海山、余锦华
参考书目
➢ 王绍武，赵宗慈，龚道溢等．现代气候学概论， 北京：气象出版社，2005；
➢ 王绍武．现代气候学研究进展，北京：气象出版社，2001； ➢ 叶笃正等. 当代气候研究，北京：气象出版社，1991。
第一章 绪论 第二章 气候系统 第三章 气候系统的能量平衡 第四章 气候系统的水分循环 第五章 大气系统的平均状态 第六章 海—气相互作用 第七章 陆面过程 第八章 冰雪圈与气候 第九章 气候变化
• 建立数值模式，进行定量数值模拟试 验，使气象学、气候学进入试验科学阶段。
• 气候学领域中的科学革命
国际上召开了一系列气候学术会议、提出了气候系 统的概念和世界气候计划（ＷＣＰ）、成立了政府 间气候变化专业委员会（ＩＰＣＣ）、提出了《世 界气候框架公约》,2007年诺贝尔奖
时间 地点
会议名称
1972 瑞典斯德哥尔摩 联合国环境大会
1.3 气候学的发展 一、世界气候学的发展简史
① 萌芽时期：１６世纪中叶以前，感性和经 验认识阶段，零碎的定性观察和描述。
② 发展初期：１６世纪中叶～１９世纪中叶
a) 观测方面：气象仪器的发明、建立地面气象观 测站和观测网，开始气象要素的观测和积累．
发明时间
1593 1643 1667 1783