气象学与气候学 绪论

1、绪绪 论论 气象学的定义与研究对象气象学的定义与研究对象 气象学的发展简史气象学的发展简史 气象学与农业和环境的关系气象学与农业和环境的关系 0.1 气象学的定义与研究对象 气象学气象学 天气学天气学 定义及研究对象定义及研究对象 气候学气候学 概念1 气象：气象： 在地球大气中每时每刻都在发生着风、云、雨、 雪、雷电、旱涝、寒暑等等各种各样的自然现象， 这些现象统称为天气现象，简称为气象。 气象学气象学： 研究大气中各种天气现象（包括人类活动对它的 影响）及其演变规律，以及如何利用这些规律为 人类服务的一门科学。气象学这门科学的名称， 已有改称“大气科学”的趋势。 积雨云降雨已移过测站，但云

2、 的后部仍在下雨，被太阳照射之后， 由于雨滴对阳光的折射和反射作用 而形成内紫外红的虹（一次反射，内紫外红的虹（一次反射， 两次折射）两次折射）。同时也出现明显的内内 红外紫的霓（两次反射，两次折红外紫的霓（两次反射，两次折 射）射）。霓是大气中有时和虹出现的 一种光的现象，也叫“副虹”，形 成与彩虹大致相同，霓弱于虹 天空中的圆月被 一层薄云遮盖，月光 透过薄云时，产生衍 射而形成了彩色光环 的华。 高积云的边缘已遮住了 太阳，由于云中水滴对阳光 的衍射而形成内蓝外红的华华。 气象学因国民经济建设和人民生活要求，已形成 众多分支（大气物理学，天气学，气候学，农业 气象学，水文气象学，航空气象

3、学；各类建设和 生活需求海洋预报、台风预报、沙尘暴预报、 紫外线预报，穿衣指数、晾晒指数、舒适度指 数、大气环境指数、孝喘指数）。 概念 2 天气 某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气 现象的综合。 大气状态：大气的气压、气温和湿度等。 大气现象：大气中的风、云、雾、雨、雪等现象。 天气预报：气温、相对湿度、露点、气压、风速及风 向、云覆盖度、降水等。 例如：三亚市某日的最高气温30C，最低气温 20C ，午后有雷阵雨，这些都属于天气现象。 “今天天气很好，风和日丽，晴空万里；昨天天 气很差，风雨交加”等等 气候气候 在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动 的长期作用下，在某一时

4、段内大量天气的综合。 不仅包括该地多年的平均天气状况，也包括某些 年份偶尔出现的极端天气状况。 研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化 规律的科学。 天气与气候的区别：天气与气候的区别： A.概念不同：概念不同： 天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（温度、 相对湿度气压等）和大气现象（风、云、雨、雪、降水等） 的综合。属于短时间内的微观现象。 气候：是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动 长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。不 仅包括该地多年平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的 极端天气状况。属于长时间宏观现象。 B.变化周期不同：变化周期不同： 天气：短

5、期天气过程：活动时间5天；中期天气过程： 活动时间510天；长期天气过程：活动时间10天3个 月。特点：天气变化快，周期短。 气候：周期分季际、年、十年、百年、千年、万年等。 特点：气候变化慢，时间长。 C.各自研究的系统不同：各自研究的系统不同： 天气：仅是大气中所产生的天气现象，是个单纯的系统 气候：包括大气、水、冰雪、陆地、生物（动物、植物、 人）五个子系统，是个庞大的系统，各个系统相互联系、 作用，并决定着气候的长期平均状况。气候具有地方性的 特点。 三部分的关系： 气象学是基础，天气学是纽带， 气候学是综合。 气象学的目的让人们了解气象要素的 变化规律，合理安排工、农、牧、水利、 城

6、建、交通等生产。 天气学的目的提供准确的天气预报， 预防自然灾害，最大限度地减少灾害造成 的损失。 气候学的目的预报气候的长期变化规 律，预测未来气候异常出现的时间、地点、 及造成的危害，为国民经济发展规划提供 科学依据。 ：16世纪中叶以前 ：由于人类生活和生产的需要，进行一些零 星的、局部的气象观测，积累一些感性认识和 经验，对某些天气现象做出一定的解释。 在我国 在国外 在我国： 三千年前殷代甲骨文中出现关于大气现 象的记载 春秋战国时期确定二十四节气 秦汉时出现世界上最早关于物候的文 献吕氏春秋、淮南子和 礼记等 风向器、湿度计的发明和应用，始自汉 代的雨量和水旱灾记录丰富、历史最悠

7、久 积累了大量的预知未来天气的天气谚语 星星密，雨滴滴。 星星稀，好天气。 星星明，来日晴。 蜜蜂归窠迟，来日好天气。 鱼儿出水跳，风雨就来到。 水缸穿裙，大雨淋淋。 朝霞不出门，晚霞行千里。 三月三，脱了棉袄换布衫。 日落乌云涨，半夜听雨响。 日落胭脂红，非雨便是风。 日落云里走，雨在半夜后。 天上跑台云，地上雨淋淋。 西北起黑云，雷雨必来临。 云自东北起，必有风和雨。 有雨山戴帽，无雨山没腰。 天上鱼鳞斑，晒谷不用翻。 q 天气谚语天气谚语 国外气象学的萌芽： 公元前4世纪希腊哲学家Aristotle著有 气象学一书 l古希腊人认为地球上由于太阳光线 倾斜角度的不同，才产生气候的差 异，并

8、建立了关于热带、温带和寒 带的概念 在这一时期，气象学和天文学是混在一 起的，可以说具有天象学的性质。 ：16世纪中叶到19世纪末 ： l各学科的发展为气象学与气候学的发展奠定了理 论基础。 l气象观测仪器的发明，地面气象观测台、站相继 建立，形成了地面气象观测网；并因无线电技术 的发明，能够开始绘制地面天气图。 l由于具备了上述条件，气象学、气候学乃与天文学 逐渐分离，成为独立的学科。 l1593年，意大利学者伽利略发明温度表 l1643年，意大利学者托里拆利发明气压表 l1653年，意大利北部建立了第一个地面气象观测 站 l1783年，索修尔发明毛发湿度表 l1860-1865年间各国纷纷

9、绘出了天气图 伽利略伽利略 温度计温度计 托里拆利托里拆利 气压计气压计 l关于海平面上风压关系定律、气旋模式和结构、 大气中光电现象和云雨形成的初步解释、大气环 流的若干现象解释等 l出版比较有质量的世界范围内的气候图 l1983年，德国学者汉恩出版了世界上最早的气候 学巨著气候学手册 20世纪以来 随着生产发展的需要和技术的进步，不 但进行地面气象观测地面气象观测，也进行高空直接观测高空直接观测，从 而摆脱了定性描述阶段，进入到定量试验阶段， 从认识自然，逐步向预测自然，控制和改造自然 的方向发展。这一时期又可分为早期和近期两个 阶段。 l 时间时间：20世纪前50年 l 特点特点：利用传

10、统探空工具，观测开始向高空发展， 为高空气象学的发展奠定了基础。 主要成果主要成果 锋面学说10年代挪威Bjerknes1-2天的预报 长波理论30-40年代瑞典Rossby2-4天的预报 降雨学说30-40年代 Bergeron- Findeison 人工影响天气 气候型30-40年代 Koppen, Thornthwaite, 动力气候学 小气候 我国： 竺可桢竺可桢，气象台站和雨量 站的建立。偏重于我国气 候区划和季节的划分，以 及对我国的季风、寒潮、 台风和旱涝问题的研究。 20世纪世纪50年代以后年代以后 0.3 气象与农业和环境的关系气象与农业和环境的关系 农业气候是指对农业生产及

11、庄稼生长发育和产量形成有决农业气候是指对农业生产及庄稼生长发育和产量形成有决 定意义的光、热、水、气等气候条件。定意义的光、热、水、气等气候条件。 气象影响作物分布、产量和质量.热带的荔枝、亚热带的桔子、 温带的苹果 农业布局与降水量的分布有着密切的关系：从世界范围的农 业来看，种植业与畜牧、放牧业的区域分布主要决定于降水 量，在500mm以下的地区以放牧业为主，500mm以上的地区以 种植业为主。旱作农业和灌溉农业，雨养农业与湿作农业也 受降水量的制约，250400mm为灌溉农业，400600mm为 旱作农业，6001000mm为雨养农业，1000mm以湿作农业作 为特征。 气象与大农业：

12、农业、林业、牧业、渔业 由于气候不适宜引起农业开发项目失败的教训很 多.福建省武夷山市为改善旅游城市的形象，90年代 中期，花巨资在10多公里的武夷大道两旁种殖成年蒲 葵，到了冬天，冻害严重，绝大多数冻死，后来只好 再来改种其他树种。99年闽北一些农民为了提高收入， 没有进行论证就大量发展番木瓜，到了冬季，全部冻 死，损失惨重。 气象条件与农药施用气象条件与农药施用 在自然界，光照、气温、空气湿度、风在自然界，光照、气温、空气湿度、风 向、风速和降水等气象条件与施用是密切相向、风速和降水等气象条件与施用是密切相 关的。气象条件影响农药的药效和对植物的关的。气象条件影响农药的药效和对植物的 药害

13、，也影响农药对周围环境的污梁状况，药害，也影响农药对周围环境的污梁状况， 只有合理利用气象条件，掌握科学的施药技只有合理利用气象条件，掌握科学的施药技 术，才能省工、省药、效果好。并可防止农术，才能省工、省药、效果好。并可防止农 药对植物药害的发生。药对植物药害的发生。 温度与农药施用温度与农药施用 高温容易促进药剂的分解和药物有效成分的挥发，天气较热 时，药剂的化学活性变强，农药的毒性也变得大了些。而农作物 在炎热的天气下生命力旺盛，叶子上气孔开放多而大，药剂喷上 去容易侵入到作物体内，以致受药害。如石硫合剂、乳油和多种 除草剂，在高温情况下使用，都会发生上述现象。所以炎热高温 的天气条件下

14、，尽可能不施药，尤其是中午不要施药，如施药， 使用的浓度要小些，以防发生药害和施药人员中毒事故。农药施 用的最佳时间应选在晴天早上8-10时和下午4时以后进行。因为 此时的气温不高，风力较小，植物上方的空气有逆温层存在，可 使药剂不乱飞，而能均弱地洒在植株上。从而提高了药效，降低 了药害。 另外，高温季节，病虫害活动的规律有一定特点。如害虫中 有许多（稻飞虱、稻叶蝉等）都有喜阴避阳的习性，往往集中于 植株下部丛间或叶背，而病害则多从叶背气孔和下部叶片侵入。 同时，在高温季节，病虫害繁殖漫延较快，病虫害的抗药性也会 增强。所以，在高温季节施药时，要根据病虫害的危害特征，合 理确定喷药部位，掌握最

15、佳的喷药时机。 湿度与农药施用湿度与农药施用 湿度高对农药的影响主要是可以加速某些药剂的化学湿度高对农药的影响主要是可以加速某些药剂的化学 分解作用，使药剂失效或产生药害。如叶面湿度大易粘分解作用，使药剂失效或产生药害。如叶面湿度大易粘 附粉剂农药，使农药施用不均匀而导致药害，同时，叶附粉剂农药，使农药施用不均匀而导致药害，同时，叶 面上的露水也能冲淡药剂，降低药效。所以面上的露水也能冲淡药剂，降低药效。所以在雾天、露在雾天、露 水多或刚下过雨时，不宜使用受湿度影响较大的波尔多水多或刚下过雨时，不宜使用受湿度影响较大的波尔多 液、氟硅酸钠等药剂液、氟硅酸钠等药剂。如必须用，就要采取一些相应的。

16、如必须用，就要采取一些相应的 措施，例如，喷波尔多液时，减少硫酸铜用量或增加石措施，例如，喷波尔多液时，减少硫酸铜用量或增加石 灰用量。一般应选择晴朗无风或微风，没有露水的天气灰用量。一般应选择晴朗无风或微风，没有露水的天气 条件下施药。条件下施药。 风、雨与农药施用风、雨与农药施用 在喷施农药时，粉剂、烟剂受风力、风向影响很大。在喷施农药时，粉剂、烟剂受风力、风向影响很大。 在大风时，不宜施用农药治虫防病，这是因为：第一，刮在大风时，不宜施用农药治虫防病，这是因为：第一，刮 风会把药剂吹走，特别是粉剂，同时，还能加速药剂的挥风会把药剂吹走，特别是粉剂，同时，还能加速药剂的挥 发；第二，由于农

17、作物植株枝叶受到风的影响，相互振动发；第二，由于农作物植株枝叶受到风的影响，相互振动 和摩擦会造成药剂机械性流失；第三，喷酒的雾点或药粉和摩擦会造成药剂机械性流失；第三，喷酒的雾点或药粉 易随风飘扬，不能均匀地降落并附着在所要防治的农作物易随风飘扬，不能均匀地降落并附着在所要防治的农作物 表面上；第四，风大药剂容易飘落到施药人员的身上，增表面上；第四，风大药剂容易飘落到施药人员的身上，增 加中毒的机会。如果急需防治，可用乳油及可湿性粉剂。加中毒的机会。如果急需防治，可用乳油及可湿性粉剂。 因其受风的影响较小。因其受风的影响较小。 如果施药不久，遇到降雨，会使已施的药剂受冲刷而如果施药不久，遇到降雨，会使已施的药剂受冲刷而 流失，不仅降低药效，而且还污染江河水域。一般药剂对流失，不仅降低药效，而且还污染江河水域。一般药剂对 雨水的抗站刷力不强，尤其是粉剂和非内吸剂。所以，即雨水的抗站刷力不强，尤其是粉剂和非内吸剂。所以，即 将下雨时，不能施用农药。如果施药后，遇到降雨，待雨将下雨时，不能施用农药。如果施药后，遇到降雨，待雨 停后天晴时及时补施。停后天晴时及时补施。 地理信息系统和遥感