第二节 实用气象学的研究内容.doc

第二节 实用气象学的研究内容 日本富山久尚等著的应用气候大全（地人书馆，19611962）共13分册，包括水文、工业、农业、航空、航海、建筑、土木、交通、通讯、生活、疾病、大气污染与控制、气象调节和自然灾害等内容。 加拿大气象中心气象计划处（1980）根据公开发表的书刊编出一套应用气候目录，共分十大类，各类成册，包括：气候与农业，气候与建筑和结构，气候与经济，气候与能源，气候与水产，气候与森林，气候与工业和商业，气候与旅游和休养，气候与运输，气候与水资源等。 世界气象组织气象学和气候学专门应用委员会主席M.K.Thomas（1980）将实用气象学的内容概括为以下五个部分：粮食（农业和渔业），水（水灾、水资源），健康（人类生物气象、人类舒适、污染、旅游和休养），能源（化石燃料、再生资源），工业和商业（建筑与结构、交通、森林、运输、服务）。1人类生物气象学 研究气象环境与人类生活、健康和疾病的关系。主要包括研究气象环境对正常人体生理过程的影响；研究气象环境与人类疾病的关系；研究利用若干气象要素和各地不同气候特性对人体健康和某些疾病的有利影响，以作为预防和治疗疾病的手段等内容。2产业气象学 研究气象环境与各大产业之间的相互关系及规律，以及产业对气象环境的反馈的基本特征和变化规律。主要包括气象与农林牧渔业；气象与能源；气象与建筑；气象与交通；气象与商业；气象与旅游；气象与军事活动；气象与体育；气象与大气污染等研究内容。3气象经济学 研究气象信息服务与各类经济活动的关系。主要包括气象与公益事业；气象服务指数；气象灾害预警信号等研究内容。4安全气象学 研究气象对国家安全密切相关的政治安全、军事安全、食物安全、能源安全、水资源安全、生态安全等的影响及相应的安全气象保障。主要包括气象防灾减灾；气象与人类健康安全；气象与政治安全；气象与军事安全；气象与能源安全；气象与水资源安全；气象与生态安全；气象与交通安全等研究内容。 生活类气象指数 （一）生活气象指数 1、霉变气象指数 2、着装气象指数 3、风寒气象指数 4、晾晒气象指数 5、上下班气象指数 6、晨练气象指数 7、舒适度气象指数 8、紫外线气象指数 9、雷击气象指数 10、啤酒饮用气象指数 11、冷饮气象指数 12、增减衣气象指数 13、空气干燥气象指数 14、空调开机气象指数 15、雨伞气象指数 16、城市热岛气象指数 17、体感温度气象指数 （二）医疗气象指数 1、中暑气象指数 2、花粉过敏气象指数 3、感冒气象指数 4、呼吸道疾病气象指数 5、心脑血管疾病气象指数 6、高血压气象指数 7、冬季骨折气象指数 8、肠胃炎气象指数 9、肺炎气象指数 10、冠心病气象指数 11、支气管哮喘气象指数 12、慢性支气管炎气象指数 （三）旅游休闲气象指数 1、旅游气象指数 2、露天游泳气象指数 3、赏花气象指数 4、垂钓气象指数 5、运动气象指数 6、登山气象指数 灾害类气象指数 经济类气象指数 一、台风预警信号 二、暴雨预警信号 三、高温预警信号 四、寒潮预警信号 五、大雾预警信号 六、雷雨大风预警信号 七、大风预警信号 八、沙尘暴预警信号 九、冰雹预警信号 十、雪灾预警信号 十一、道路结冰预警信号 实用气象学研究的宗旨 是推动社会以提高它完成各项活动的能力，在不同的气象环境和气候条件下获取最大的经济效益和社会效益，并保持与环境的协调和完整。 第三节 实用气象学的发展简史 同其它的学科一样，气象学的实践和应用要比气象学理论早的多。人类在地球上出现，就要寻觅食物，也就是猎捕动物，采集植物果实等。他们知道什么样的动物生活在什么样的环境中，知道什么植物的果实何时成熟等，原始人为了防御风雨寒暑，创造了供自己休息的巢、窟、窝等，这实际上就含有气象学的知识和应用。 人类很早就在农业生产、手工业生产、交通运输、水利工程、军事活动和医疗等方面应用了气象知识。而我国古代的应用气象知识是属于世界领先地位的。 气象与农业的关系1.二十四节气-战国初期的周髀算经一书,秦汉时期有“清明下种、谷雨下秧”等按节气作农事安排的谚语。2.西汉时期（公元前30年左右）的汜胜之书和北魏时期（约公元534年）的齐民要术等专著，除了详细记载了农事季节安排外，还描述了保墒、防霜等与灾害性天气现象作斗争的措施，如冬天“掩地雪，勿使从风飞去”和“北风寒切，是夜必霜，此时放火作煜，少得烟气，则免于霜矣”等办法。 3.王充（公元27约97年）论述了农作物病虫害产生的气象条件是：“然虫之生也，必依温湿。温湿之气，常在春夏；秋冬之气，寒而干燥，未曾生。”这些农业气象知识至今仍有很大实用价值。 4.埃及、印度、巴比伦和希腊等国家在二千年前也已将气象知识应用于农业和畜牧业。 气象与能源的关系我国也是利用气象能源较早的国家。 1.在西周（公元前11世纪）就有“阳燧取火”利用太阳能的记载。 2.风力首先用于航海。用风帆助航在我国已有三干多年的历史，如物源一书上记载了“夏禹作舵加以篷锭帆樯”的事例。到了明朝永乐三年至二十八年（公元14051430年），郑和先后七次下西洋，所用船只多樯多帆，充分利用了风能，这比意大利的哥伦布横渡大西洋（公元1492年）以及葡萄牙的达伽马绕非洲的好望角到达印度（公元1498年）要早半个多世纪，比葡萄牙的麦哲伦第一次环球航行（公元1519年）要早一个世纪。 3.我国明代还把风能用于车水灌溉农田和加工农产品。4. 埃及在二千年前就有了风磨，现在还有遗迹。5.欧洲在8世纪采用风力机提水和磨面。6. 用风力机发电则是近代的事。 气象与建筑的关系1.春秋战国时期的哲学家墨子（约公元前468年公元前376年）在其著作墨子中写到：“为宫室之法曰：高，足以辟润湿；边，足以圉（抵御）风寒；上，足以待雪、霜、雨、露。”明确指出了人工可创造适合居住的建筑小气象条件。 2.我国古代建筑工人还应用风压知识进行建筑设计。北宋的喻皓建造的开宝寺塔3.古代许多国家和地区的建筑师根据实地气象特点建造了许许多多功能和风格各异的房屋，有的设计方案今天仍在沿用。其中有的功能以通风防湿为主、有的则着重考虑采光保暖。 4.近代的建筑气象又形成光气象分支。 5.鉴于世界上曾发生过多次重大建筑事故，设外风压在建筑界倍受重视。 气象与军事的关系1.早在春秋时期孙子兵法一书中就已明确论述。其中火攻篇详细地谈到了气象条件在火攻中的作用。 2.三国时期的官渡之战、赤壁之战和彝陵之战，都是巧妙地利用气象条件进行火攻、以少胜多的著名战例。 3.国内外利用下雪进行伪装，利用大雾天气进行奇袭和埋伏等战例在历代都有记载。 4. 我国现代气象事业创始人、著名气象、地理学家竺可帧（1890-1974年）发表的天时对于战争之影响一文，是我国最早的军事气象学论文。 气象与医学的关系1.我国春秋战国时期出现，如秦国医家医和（公元前541年）倡论阴、阳、风、雨、晦、明为“六气”，六气太过就要引起各种疾病，明确指出疾病与气象的关系。 2.战国时的荀况（公元前约313年公元前238年）曾指出“养备而动时则天不能病”，即认为不生病的条件是衣食充足、活动适应气象的变化，提出了预防疾病的基本原理。 3.秦汉时期的黄帝内经一书指出：“治病不本四时，不知日月故病未已，新病复起。”把治病与气象结合起来。这些原则一直沿用至今，并为历代名医不断发展和提高，形成中医一大特色。 4.公元前400年希腊的名医Hippo Krates在其著作空气、水和土地一书中，也记载了气象对疾病和健康的影响。 5.近几十年来，各国对大气、气象变化与人体健康的关系进行了深入的研究，直至20世纪50年代才逐渐形成医疗气象学。其中S.W.Tromp（1963）在其Medica Biometreorology著作中系统地阐明了气象条件与人体生理、病理的关系，为避免对人体健康不利的气象条件和利用有利的气象条件以增强体质、预防疾病奠定了医疗气象学理论基础。 阴和阳代表着相互对立又相互关联的事物属性,如素问阴阳应象大论说:“天地者，万物之上下也；阴阳者，血气之男女也；左右者，阴阳之道路也；水火者，阴阳之征兆也；阴阳者，万物之能始也”。一般地说，凡是剧烈运动着的，外向的，上升的，温热的，明亮的，都属于阳；相对静止着的，内官运亨通的，下降的，寒冷的，晦暗的，都属于阴。如以天地而言，则天为阳，地为阴。由于天气轻清故属阳，地气重浊故属阴；以物质的运动变化而言，则阳化气，阴成形，即是指当某一物质出现蒸腾气化的运动状态时属于阳的功能，出现凝聚成形的运动状态时属于阴的功能。阴和阳的相对属性引入于医学领域，即是将对于人体具有推动，温煦，兴奋等作用的物质和功能，统属于阳；对于人体具有凝聚，滋润，抑制等作用的物质和功能，统属于阴。 养生 根据中医理论，运用调神、导引、四时调摄、食养、药养等方法颐养生命、增强体质、预防疾病、达到延年益寿。 养神、养心、养性 气象与盐业的关系我国古代的一些著作中也有许多记载。如北宋沈括的梦溪笔谈一书中写到：“解盐不得此风不冰”，描述了山西解盐与南风的关系。明代宋应星著天工开物（1637年初刊）一书中也有记载：“盐见水即化，见风即卤。”“山西解盐引水种盐，春间即为之，待秋复之交，南风大起则一宵结成。”具体阐明了风与制盐的关系。 随着近代气象科学的创建和发展，与生产实践密切相关的应用气象学，首先在那些十分敏感的行业中兴起。大致可分为4个主要阶段 1840年航海气象应用； 1890年农业气象应用； 1920年商用航空气象应用； 1940年早期（二战期间）的全球军事气象应用。 1873年国际气象组织（WMO的前身）的成立，对世界气象台网的建立和发展，以气象为国民经济各部门的研究服务工作的开展，具有很大的促进作用。 美国气象学会（AMS）于1919年开始关注天气预报的应用，下设商业和贸易委员会。早期的有识学者已预见到气象学广泛的重要的应用价值。 1940年以后随着无线电广播事业的发展和电视传播媒介的创立，为气象专业技术服务工作的开展铺平了道路，建立了有效的手段。 我国近代气象学实用性研究是从20世纪30年代开始的。中华人民共和国成立以后，社会主义建设事业得到蓬勃发展。为了适应农业、工业、军事、水利、建筑、交通、能源和医疗等事业的需要，开展了大量的气象学实用性研究工作。如全国农业气象区划，全国建筑气象区划，全国电力通讯线网气象区划，全国风压、雪压分析和区划，全国太阳能、风能资源分析和区划，全国道路气象区划，全国各流域规划，桥涵孔径设计的暴雨强度公式及其气象系数的研究，全国各流域可能最大暴雨的研究，城市规划与气象，工厂总体布局与大气污染扩散的研究，常见疾病与气象关系的研究，全国各省（区）军事气象志的编纂等，都取得了一定的成就，在国民经济建设和国防建设中起到了很大的作用。 现代实用气象学大约出现在20世纪70年代。这可从世界气象组织（WMO）中气象委员会名称的变革中得到印证：气象委员会于1929年设立，到1971年改名为“气象学和气候学专门应用委员会”。1979年以后又改名为“气象学和应用气象学委员会（CCAM）”。这一时期涌现出许多应用气象学的专著，如J.R.Mather（1974）著Climatology：Fundamentals and applications，J.F.Griffiths（1978）著Applied climatology and introduction和J.E.Hobbs著Applied climatology以及D.D.Houghton（1985）主编的Handbook of Applied Meteorology等。我国第一部应用气候于1985年问世。世界气象日及其历年主题 年月，世界气象组织通过决议，从年起将公约生效日，即月日定为“世界气象日”。世界气象组织要求各成员国在这一天以多种方式举行庆祝活动，宣传气象学在国民经济和国防建设中的作用，并且每年气象日都选定一个主题，号召各成员国以多种方式开展宣传活动。主题的选择基本上围绕气象工作的内容、主要科研项目以及世界各国普遍关注的问题。 历年世界气象日主题 年 气象 年 气象对农业和粮食生产的贡献 年 交通和气象（特别是气象应用于航空） 年 气象经济发展的因素 年 国际气象合作 年 世界天气监测网 年 天气和水 年 气象与农业 年 气象服务的经济效益 年 气象教育和训练 年 气象与人类环境 年 气象与人类环境 年 国际气象合作100年 年 气象与旅游 年 气象与电讯 年 天气与粮食 年 天气与水 年 未来气象与研究 年 气象与能源 年 人与气候变迁 年 世界天气监测网 年 空间气象观测 年 气象观测员 年 气象增加粮食生产年 气象与公共安全 由上述每年的“世界气象日”的主题可以反映出为国民经济各部门服务一直是气象工作的唯一宗旨。“气象对国民经济的作用”（1961）、“气象经济发展的一个因素”（1964）、“气象服务的经济效益”（1969）、“气象与公众安全”（1985）、“天气气候为持续发展服务”（1992）、“天气、气候、水和可持续发展”(2005)等宣传主题，突出强调了气象在经济建设中的重大作用。 最典型的还是体现在气象与农业的关系中，特别是在人口剧增、耕地锐减的当今世界，气象如何为农业服务已成为气象工作的重要课题。“气象应用于农业和粮食生产”（1962）、“气象与农业”（1968）、“气象与粮食生产”（1976）、“气象为农业服务支援粮食生产”（1984）等宣传主题一再强调了这一课题。 除此之外，气象服务几乎涵盖了国民经济各个部门，如“运输与气象”（1963）、“天气与水”（1967、1977）、“气象与旅游”（1974）、“气象与电信”（1975）、“气象与能源”（1979）、“气象与航空”（1989）、“气象与体育”（1996）。 由13个国务院有关部门和权威专家完成的中国气象事业发展战略研究的核心内容是发展“公共气象”“安全气象”和“资源气象”，突出气象事业的公益性，发挥气象对国家安全、社会进步的重要基础性作用。国家气象局局长秦大河院士表示，“公共气象”以健全气象公共服务体系、增加气象公共服务产品、提高气