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[科普中国]-海洋气候学

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海洋气候学是气候学的分支之一,亦为气候学和海洋学的边缘学科。主要研究海洋大气的多年平均物理状态及其时空变化特征,包括海上气候要素的平均情况、极值、变率和频率等。

名称定义中文名称:海洋气候学

英文名称:marine climatology

定义1:研究海洋上的气候形成、分布、特征和变化的学科。

应用学科:大气科学(一级学科);气候学(二级学科)

定义2:研究海洋上的气候特征、分布、形成和变化规律的学科。

应用学科:地理学(一级学科);气候学(二级学科)

定义3:研究与海洋有关的特定气候的形成、分布、特征和变化的学科。

应用学科:海洋科技(一级学科);海洋科学(二级学科);海洋气象学(三级学科)

发展历史海洋面积广阔、热容量和能量巨大,且变化缓慢,对大气的长期变动,特别是年际变动具决定性影响,故海洋为气候系统中最重要的组成部分。1

海洋气候学的早期发展渊源于航海事业的需要。公元前4~5世纪,人们即利用季风、信风来指导航海。

随着航海纪录的丰富,19世纪莫里(M·F·Maury)根据航海日志绘制了风和海流图,并撰写了《海洋自然地理学》,讨论海洋气象诸问题,为本学科勾划了初步轮廓。

第二次世界大战后,海洋气象观测技术和手段不断进步,特别是卫星遥感技术广为应用,开创了海洋气象学发展的新纪元。本世纪60年代起,大规模的海上立体观测实验,如巴巴多斯海洋学和气象学实验(BOMEX),全球大气研究计划(GARP),气团变性实验(AMTEX),世界气候研究计划(WCRP)等,及海洋环流、大气环流和海洋与大气的相互作用的数值试验研究,使海洋气象学从以描述为主的定性阶段过渡到定量的试验研究阶段。

研究内容海洋气候学的内容涉及面很广,它是研究大气与其他学科之间的边缘学科。它与气象学的其他分支,如大气物理学、动力气象学、天气学等有密切联系,与其他自然科学,如海洋学、地理学、地质学、植物学、动物学等也有密切联系。现代气候学的发展表明,它与生态学、社会科学、历史学也有联系。气候学在工农业生产和国防建设中有着广泛的应用。研究气候变化规律,人类可以避免或减少气候灾变(如严重的干旱或洪涝)带来的损失,以便进而控制气候,充分利用气候资源,改善气候环境,使之造福于人类。

研究方法70年代,随着新技术和高速电子计算机的广泛应用,在大量历史资料和经验研究的基础上,出现了两种特有的实验手段,以研究海—气相互作用和对气候的影响:①选择特定海区和某一时段,针对一个或若干个专题,由数国或更多国家利用船舶、浮标、飞机、雷达、卫星等先进工具,同时在水下、边界层和空中开展三度空间、各种尺度的大型现场观测试验;②利用大型计算机,采用不同模式进行耦合海—气数值模拟实验。1

研究意义气候变化及其对社会经济发展的影响,已成为世界各国政府和科学家以至于广大民众所关注的重大问题,这给气候学研究提出了一系列新的任务和课题,气候变化和气候预测研究也由此而成为气候学研究的重点。我国于80年代中期确定了今后气候学研究的6个重大问题,即:气候资料库的建立,资料的整编和插补问题;我国旱涝等灾害性气候的季节至半年预测问题;年际气候变化及重大气候异常的前兆强信号及年际气候预测问题;气候形成及演化过程的物理一动力学问题和气候变化的原因及其机制问题;大气化学成分变化与未来气候变化趋势预测问题;气候变化和生态环境相互作用问题,它们构成我国当前及今后气候学研究的重点,可以预见,我国今后的气候学将会在更加注意基础理论研究的基础上,朝着能解决我国社会发展实际需要的方向发展。

研究动向近十多年来,世界各地每年都遭受到大范围异常气候的袭击,受到巨大灾害。问题是今后的气候将向那个方向变化,这涉及到经济和社会等整个人类的问题。为此,世界气象组织(WMO)决定推进世界气候计划(WCP),全面开展世界气候的研究。在研究计划中,气候变化的物理机制,探讨预报未来气候变化的可能性是研究的重点,鉴于海洋是整个气候系统中的关键部分,因此海洋过程的研究是气候,特别是年际气候变化研究的重点。从全人类未来发展的总战略考虑,人们必须大踏步地向海洋进军,综合开发利用富饶的海洋资源,为此,美国又对“国际海洋考察十年”后的八十年代的海洋科学提出了继续探索的目标、任务和计划,其中海一气相互作用的研究就是重点内容之一。1

为了执行世界气候计划中的海洋计划,业与八十年代的海洋学研究有机地结合起来,美国及世界各国制定了各种海洋气候研究计划。主要目的是弄清和阐明造成年际气候变化的过程,业利用最终得到的知识发展用于模拟和预报气候的数值模式。重点是研究与全球气候动力学及其变率有关的海洋过程。两项主要任务是论证和了解造成热量平流和贮存的海洋过程,海洋和大气之间的热量交换以及它们对季节和年际气候异常的作用,发展和试验对建立测试仪器的台站网所必须的系统,这些台站网将长时期地提供各种海洋过程的观测资料。1

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院