李霏

摘要：大氣科學以實際觀測資料為自己發(fā)展的基本依據(jù)，以不同尺度的時間和空間為自己的活動舞臺，只以其他多種學科作為自己發(fā)展的理論基礎和研究手段，這既表明了綜合往是大氣科學發(fā)展的固有屬性，也決定了綜合性是大氣科學發(fā)展的必然趨勢?？v觀大氣科學發(fā)展過程，特別是70年代以來世界范圍內(nèi)的綜合性大氣觀測試驗和數(shù)據(jù)模擬工作，表明了加強國際間合作，開展多學科間的綜合研究，應是推動大氣科學發(fā)展的必要途徑。

關鍵詞：大氣科學;發(fā)展趨勢;發(fā)現(xiàn)特點

本世紀60年代以來，人們越來越深刻地認識到應該把地球看做一個整體來進行科學研究。在大氣科學領域中，氣候系統(tǒng)概念（氣候系統(tǒng)是決定氣候形成、氣候分布和氣候變化的物理系統(tǒng)，包括大氣圈、水圈、巖石圈、低溫圈和生物圈。）的提出就是一個例證。這標志著對氣候的認識不再把它看做是簡單的天氣狀況平均的概念，意味著氣候研究已涉入到氣候內(nèi)在屬性的問題，從機械論向系統(tǒng)論的轉(zhuǎn)變。縱觀大氣科學的發(fā)展過程，其綜合性特點越來越明確深刻化了。以人為主體，在實踐過程中，大氣科學不僅與國民經(jīng)濟各個部門，而且同許多學科的聯(lián)系越來越緊密了。積銀開展它與多種學科的綜合研究，特別是把地球作為一個完整的系統(tǒng)，重視其各個部分的相互作用及其對大氣圈的影響，已經(jīng)成為大氣科學發(fā)展的一個必然趨勢。

1綜合性–大氣科學發(fā)展的固有屬性

一般來說，把19世紀20年代地面天氣圖的誕生看做是近代氣象學研究起點的標志。就天氣圖一詞，在英語中稱之為synopticchart.而隨后形成的天氣學稱為synopticmeteorology，天氣預報稱為synopticforecast，synoptic的原義是綜觀或鳥瞰的意思。meteolcogy一詞源于希臘文meteros和logos，意為“上空的”和“推理”。如此使用的內(nèi)涵就在于天氣學是一門需要作綜合判斷的科學。隨著現(xiàn)代科學技術在氣象學中的使用，其研究范疇日益擴展、大大擴充了傳統(tǒng)氣象學的研究內(nèi)容，使得它的綜合性含義有了新的延伸和發(fā)展，遠遠超出了原來synoptic一詞的內(nèi)涵。因而，從20世紀60年代以后，比氣象學名字更具有普遍性的“大氣科學"術語開始使用并日益廣泛起來

1.1大氣科學以實際觀測資料為自己發(fā)展的基本依據(jù)

大氣狀態(tài)的變化涉及諸多要素和因子，只有綜合了解和分析這些要素和因子的真實面貌和動態(tài)特征，才能得出大氣狀態(tài)及其變化規(guī)律。迄今大氣科學中的每一句斷言和每一個結(jié)論甚至得出這些斷言和結(jié)論的每一步推理過程都必須通過實際觀測資料來驗證其真?zhèn)巍Ｇ也徽f近20多年來全球性大氣綜合觀測試驗發(fā)現(xiàn)的新觀測事實并由此深入揭示出的大氣科學領域中的一些新觀點，就是前述的天氣圖也是在大量的觀測記錄資料基礎上繪制出來的。值得提及的是，這類資料范圍之廣，數(shù)量之多，傳遞之快、確是自然科學中的奇觀。僅以我國范圍為例，全國有近2600個氣象臺站，其中約有2400個站點要發(fā)氣象觀測記錄報。其報的內(nèi)容中至少有10項要填在地面天氣圖上.這10個氣象要素即海平面氣壓、溫度、露點、云狀、云量、能見度、風向、風速、現(xiàn)在天氣、過去天氣。按常規(guī)要求，這樣的圖一天要定時繪4張，所以，如果這24O0個站點的報文都要填在天氣圖上的話，那末，一夭就要處理近10萬個數(shù)據(jù)，如此日復一日，從不間斷。再如，為解決全球天氣分析和預報問題，若按50o平方公里大網(wǎng)格考慮，則要求1oo萬個網(wǎng)格點上具有觀測資料。因此，加強大氣觀測工作，特別是深入開展綜合性的觀測試驗，以積極解決資料問題，應是發(fā)展大氣科學的重要途徑。

1.2大氣科學分支學科又分又合的發(fā)展過程

是大氣科學本身綜合性的又一個反映從人類文明開始到16世紀·人類對于大氣科學的認識，逐步由小到多、由淺入深地積累起來，個是知識是零碎的，又多是推理性的。17世紀初起，隨著氣象儀器的陸續(xù)發(fā)明和不斷改進，1653年在意大利建立了世界上第一個氣象觀測站。到18世紀80年代，在歐洲、北美洲和西伯利亞等地的近60個觀測站構(gòu)成了觀測網(wǎng)，其中每個站都用統(tǒng)一的儀器、規(guī)范、觀測大氣科學趨勢淺析

時次和記錄格式，并將所得資料集中管理。1820年德國人布蘭德斯利用這種資料繪成了世界上第一張?zhí)鞖鈭D。在觀測網(wǎng)的建立、天氣圖的出現(xiàn)以及流體力學理論發(fā)展的基礎上，大氣科學的主要分支學科（天氣學、動力氣象學、氣候?qū)W、云和降水物理學等）相繼形成。從本世紀50年代開始，隨著遙感技術和計算機技術等引入大氣科學領域，一些新分支學科又不斷涌現(xiàn)出來。

2大氣科學綜合性的外向表現(xiàn)-大氣科學的發(fā)展與其他多種學科的發(fā)展密不可分

眾所周知，大氣科學的形成和發(fā)展，離不開物理學和數(shù)學的支持。這是因為一切大氣現(xiàn)象莫不服從于物理和化學規(guī)律，需要各種數(shù)學工具作為研究手段。比如，研究大氣運動，需要同流體力學、熱力學、數(shù)學密切合作;研究數(shù)值天氣預報，需用計算數(shù)學等理論知識。

全球變化過程的兩個基本類型（物理氣候系統(tǒng)和生物地球化學循環(huán)）通過無處不有的全球水分（水汽、水、冰）相聯(lián)系在一起的，除了太陽（還含其他天文因素）外，還把人類活動作為全球變化的引發(fā)因素之一。不言而喻，大氣科學與海洋學、水文學、天文學和生物學等多種學科的關系也是非常密切的。這就是說，研究水分循環(huán)、海洋與大氣的關系等，需要水文學、海洋學相配合;研究大氣的演化、地球氣候的變化，需用到地球化學、地質(zhì)學、冰川學、生物學、生態(tài)學等知識。此外，研究大氣探測的手段和方法，則需要有關的技術科學相配合

現(xiàn)代技術比如信息技術（遙感技術、通信技術、計算機技術）的迅速發(fā)展，并不斷被大氣科學所采用，已經(jīng)使大氣科學技術面貌和科研水平發(fā)生了根本性的變革。加上不斷涌出的新的學術思想和理論觀點，如突變理論、灰色理論、模糊數(shù)學等，往往立即在大氣科學中得到應用，促使其前沿學科領域不斷產(chǎn)生。

3推動大氣科學綜合性發(fā)展的必要途徑一國際合作

全球大氣。作為一個整體、在不停地運動著.大氣沒有國界，一個地區(qū)（或國家內(nèi)）的大氣運動受到其他地區(qū)（或國家內(nèi)）的大氣運動的影響，反之亦然

大氣科學研究中需用的觀測資料所具有的高度分散（觀測站點）、高度集中（資料迅速集中）和高度協(xié)調(diào)（觀測站址、觀測儀器和方法）的特點，要求高度的國際間合作。近30年來的世界天氣監(jiān)視網(wǎng)及全球大氣研究計劃的實施和發(fā)展，就是國際合作的一個范例。這不僅表明了開展國際間綜合性大氣觀測試驗和數(shù)值模擬已經(jīng)成為大氣科學研究的重要手段，而且這也是大氣科學本身的綜合性特點所要求的。

1978年12月至1979年11月的全球大氣研究計劃第一次全球大氣試驗、在全球范圍內(nèi)有140個國家投入試驗的地面站9200個、高空站1000個、靜止氣象衛(wèi)星5顆、極軌氣雜衛(wèi)星4顆、船50艘、飛機100架、定高氣球300個、海洋浮標300多個。該試驗按預定計劃完成，已整理出一套完整的高質(zhì)量資料。在此期間，全球大氣探測達到空前未有的程度，對這些資料分析，為人們提供了大氣運動最完整的圖像。

為著研究全球大氣變化，由國際科聯(lián)協(xié)調(diào)的一次最大的綜合性計劃：國際地圈一生物圖計劃（ICBP1984～2000），它的產(chǎn)生充分代表了地球科學所屬各學科相互滲透、相互融合并進而與社會科學緊密相結(jié)合的總趨勢。目前已有近30個國家相應成立了IGBP國家委員會。

從IGBP的4個主要科學問題（陸地生物圈與大氣化學過程的相互作用，海洋生物幽與大氣的相互作用，水循環(huán)的生物學問題.氣候變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響）可以看出，這個計劃與大氣科學的關系異常密切，它的實施必將全面推動大氣科學的發(fā)展。因此、可以認為，這個計劃是當前（至少到21世紀）大氣科學綜合性研究之匯總，更可以認為，它構(gòu)成了全球變化科學研究的總輪廓。

參考文獻：

[1] 汪勤模.大氣科學發(fā)展的綜合性特點和趨勢[J].科學學研究，1992（4）：5-10.

（作者單位：濟寧市氣象局）