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气象学气候学论文范文

气象学气候学论文

气象学气候学论文范文第1篇

关键词:环境科学专业 气象学与气候学 教学内容

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0194-01

《气象学与气候学》的研究范围很广,不同的学科根据自己的学科体系在选择课程的内容时侧重点不同。气象学专业有研究大气物理性质及其变化原理的“大气物理学”,有着重讨论天气现象及其演变规律,并据以预报未来天气变化的“天气学”等,而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学[1]。气候学要求对气候系统进行定量观测和综合分析,对气候形成和变化的动态过程进行理论研究。现代气候学从概念上已经不再是气象学或地理学的一个分支的经典气候学,而是大气科学、海洋学、地球物理和地球化学、地理学、地质学、冰川学、天文学、生物学以至于有关社会科学相互渗透、共同研究的交叉科学[2]。在环境科学专业开设的气候气象学是以气象学为基础,气候学为重点的专业基础课。

1 环境科学专业《气候气象学》课程体系完善的意义

从上个世纪以来,人类正面临着人口、资源和环境等一系列全球性重大问题的挑战。全球气候变暖,臭氧层空洞,酸雨,大气污染等环境问题更是多方面影响人们生活质量的问题,这些环境问题均发生在大气系统中,影响大气的运动形式,大气运动的年际变化,异常气候与天气的出现频率,造成呼吸系统疾病和皮肤性疾病等。因此大气系统已经不是单纯的作为地球表层的自然组成圈层,而是在受到人类影响的情况下在组成、微循环和大循环都在一定程度上发生了变化并且时时与人类活动及地球的其他圈层相互作用的圈层。

《气象学与气候学》作为环境科学专业的基础课在课程内容上要承担起后续专业课的基础理论知识与桥梁的作用,因此不能完全模仿地理科学专业的“气象学与气候学”的大气动力学、天气学和气候学等系列内容,而应突出地表系统中以大气圈为主体的气候系统,包括各个子系统的构成、特征、它的运动以及相互作用等,分析系统中各子系统,诸如大气、海洋、陆地及生物等之间的相互影响的机制,污染物进入大气中的扩散模式与大气稳定度的关系,又要承担起以后专业课中容易忽略的全球气候变化的起因、发展与全球进行的主要研究和行动的任务。

2 《气候气象学》的教材选择

环境科学专业是一个综合性学科,其综合了地球上各大圈层内物质的迁移转化及其生物学效应,以及为人类更好的生存的对其进行的相应的管理与决策。不同的院校其研究的侧重点不同,服务于专业课程的基础课程的设置也有一定的差异。《气候气象学》做为一门环境科学专业的基础课程,目前开设该门课程的为数不多,国内开环境科学与工程专业的院校中部分院校开设了气候气象学相关的基础课程,如北京大学的环境科学专业、绵阳师范学院的资源与环境科学系、华东师范大学的资源与环境科学学院的地理系和三峡大学的水利与环境学院等均开设了《气象学与气候学》,中山大学的环境科学与工程学院的大气科学系开设了气象学专业。《气候气象学》作为一门基础性课程在高等院校的地理科学专业都有开设,并且相应的教学改革也都是根据地理科学专业的学科特点和发展需要进行的。目前还没有为环境科学专业编著的教材,因此在教材的选择上还是借用师范院校地理学专业的教材,并且这类教材也比较少,且大多以气象学与天气学的理论为主要内容。

3 环境科学专业《气候气象学》理论教学内容改革

3.1 《气象学与气候学》课程的理论教学内容

在课程的讲授过程中以周淑贞主编的《气象学与气候学》[3](1997,第三版)为主,结合姜世中主编的《气象学与气候学》[4](2010年)主要介绍大气热学属性、大气的力学属性、天气系统的结构、气候系统、气候形成与划分、气候变化及人类活动影响等方面的基础理论知识。

3.2 环境科学专业“气候气象学”课程关于全球气候变化内容的补充

气候的形成是由气候系统的五个子圈层相互作用的结果,而不单单是由大气圈一个子系统的运动、循环形成的,因此气候系统概念的提出能够使我们能够从全球范围内来观察和研究气候的形成及气候变率。从工业革命以后,大气圈、水圈、冰雪圈、生物圈、土壤圈的组成成分、存在范围、各种特性都受到了人类不同程度的改变,这些发生了改变的圈层相互作用,使得大气的运动状态发生了改变,从而使得气候变化已经成为一个全球关注的焦点问题。为了应对这些气候变化,一方面科学家在进行全球气象要素与大气成分及个圈层作用机制的研究,为此建立了PICC。另一方面,全球的政府组织和非政府组织纷纷加入到环节全球气候变化的政策制定中,为此,世界范围内签署了一系列的关于缓解全球气候变暖的国际公约和进行了多次的气候谈判大会。

3.3 建立与专业课的有机衔接

一些气象要素如气温、日均温、月均温、年均温、积温与有效积温在生态学和农业生产中的应用及意义进行联系;风速、主导风向、大气气温的层结稳定性对大气污染物扩散的影响建立本课程与环境影响评价的联系;特殊风场例如海陆风、山谷风、城市热岛环流对建设项目产生的大气污染物扩散的影响建立本课程与环境影响评价的联系。

再如降水一章,根据降水必备的条件,从森林涵养水源,但是其能否增加有效降水,让学生通过查阅资料看森林对有效降水、地表径流和地下径流及枯水径流方面来思考森林涵养水源的功能,根据现有研究数据推论植树造林是否能增加有效降水。从而建立本课程与生态学之间的联系。

参考文献

[1]余锦华.对《气象学与气候学》教学改革的几点认识[J].气象教育与科技,2006,29(4):10-13.

[2]伍光和,田连恕,胡双熙,等.自然地理学[M].北京:高等教育出版社.2000.

气象学气候学论文范文第2篇

摘要:农业气象课是农业相关专业的必修专业基础课。此课程的教学任务是使学生掌握与农业生产有关的气象基础理论知识和气象观测的基本技能,培养学生的观察能力、科学思维能力、不断获取和更新知识的自学能力以及应用气象学知识分析解决生产和生活实践中相关问题的能力。本文针对当前全球气候变化对农业气象学提出新的要求,提出应该使学生明确农业气象学在农业生产中的重要作用,改进教学方法调动学生的积极性,培养学生综合实践能力的几点探讨。

关键词:农业 气象 教学

农业气象学是研究农业生产与气象条件之间相互关系及其规律的科学,农业科学的基础学科之一,气象学科中应用气象学的重要分支。农业气象课程的学习,使学生系统的学习农业气象学的基础知识和基本原理,较全面地掌握光照、温度、水分、大气、风和气压等农业气象要素的意义、特征、变化规律及形成各种天气过程的原因;初步弄清天气与农业天气、气候与农业气候的基本知识,掌握小气候与农业小气候的形成、变化规律及调节原理,掌握基本的农业气象要素和小气候的观测原理、方法及气象资料的分析整理方法。为充分合理地利用农业气候资源,调节和改善农田气象环境条件等方面打下坚实的农业气象学基础。

一、农业气象在农业生产中的重要作用

1.1农用气象预报服务

包括农业天气分析评估、农业灾害性天气、病虫害、作物适宜播种期、收获期、重要物候期、土壤水分、未来气候趋势预测和极端气候条件预测及对农林牧业生产影响的预评估等服务产品。同时预报服务也包括农业气象旬(月)报、雨情、墒情、温情、灾情、农业干旱监测专报,作物生育期间的农业气象条件分析,年度农业气候评价,气象灾害评估与风险分析产品等服务产品。

1.2农用气候服务

包括农用气候专题分析、作物气候生态适应性分析、气候变化对农业生产的影响分析、农用气象灾害专题分析、农用气候资源开发利用、开展精细化的农用气候动态区划及成果推广应用、退耕还林草气候适应性分析等服务产品。

1.3特色农业气象服务

包括开展特色经济作物种植的气候环境评价。如中药材(当归、党参、黄芪、甘草);制啤酒原料(啤酒大麦、啤酒花);油橄榄、百合、黄花菜、花椒、白兰瓜、酿酒葡萄、苹果、桃、板栗等作物。开展特色作物播种期、采摘期等时机、适宜天气预报;开展特色作物对气候变化和极端天气事件的响应;开展特色物极端天气条件和病虫害预报等服务产品。

二、加强和完善现有的教学体系方法

2.1应用现代多媒体教学,改革教学方法

农业气象课程应强调理论和实践紧密结合。而过去传统的“粉笔加黑板”模式的教学方法越来越不适应现代职业教育教学的需要。在诸多的教学改革中, 建立在计算机技术上的多媒体教学, 是集文本、图形、图像和声音等多种传媒为一体, 具有集成性、实时性和交互性的特点, 为抽象的理论课教学注入了强大的活力, 显示出其显著的优越性。所以农业气象课程的教学方法也适当运用多媒体教学, 改变原有传统的农业气象学教学模式, 以激发学生学习的兴趣, 充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。运用多媒体技术教学,有以下几个方面的优越性。

2.2突出学生创新思维,以能力培养为本位

培养大学生的创新精神最重要的是培养他们在实践活动中的创新行为,有了创新行为,创新精神才有生命力,才有实际价值。生可以通过将科研与教学相结合来培养创新思维和创新行为。农业气象学是一门实践性很强的学科,比如说农田蒸散量是由作物叶面蒸腾和土壤表面蒸发造成的农田水分损失量,它是决定农田水分状况,作物光合作用和生长状况的重要因素。对于蒸散量的测定方法很多,无论那一种方法的测定都会有各自的优缺点,针对此问题如何以一种创新的思维去理解农田蒸散量的测定,由老师加以引导,逐步培养学生的创新理念,以期在测定方法上有所突破和创新。

2.3讨论式教学,培养学生的自学能力

讨论式教学是以学生为中心,通过讨论学习训练学生自学能力、推理能力、运用所学知识能力的一种教学方法。它是在教师的指导下,学生在独立思考的基础上,充分发表自己的看法,师生共同参与。在这一教学过程中真正的主角是学生,学生通过对已掌握的知识进行重新分析、筛选与整合,然后提出自己的看法,并将其观点与其他人探讨、交流,得出一定的结论。

例如,在讲灾害性天气时,教师首先提出讨论问题:你的家乡发生过什么灾害性天气?是怎样防御的?河北省有哪些灾害性天气?怎么形成的?采取什么防御措施?然后让学生课下查找资料,并对掌握的知识进行分析整理,形成自己的观点,课上分组讨论;学生讨论时教师在旁指导。

2.4增加实践教学比例

在过去的教学模式下, 实践教学学时有限, 上课时仅能安排学生做些最基本的认知性、验证性实验, 综合性、设计性实验很难实施。同时, 农业气象实训课统计资料用时较多, 学生完成实验报告以后, 熟悉仪器的时间很少。对于仪器使用方面, 学生没有充分的时间理解和掌握, 教师只能越俎代庖, 由此造成了学生对教师过分的依赖。为克服这种弊端, 我们从教学计划、教学评价等方面入手, 增加实训课时所占的比例, 保证学生有足够时间了解仪器设备的性能与使用方法, 有疑问的地方可以向老师请教或者共同探讨, 逐步学会正确、熟练地使用各种仪器设备。

比如,利用我校现有的气象观测设备,完成对农田蒸散量的计算,通过学生对最高温度、最低温度、平均温度、风速、日照时数等气象要素的测定,利用Penman-Monteith公式推导农田蒸散量的数值,既加深了同学们对该知识点的掌握,同时也锻炼了学生实践操作动手能力。

结束语

从20世纪70年代以来,农业气象学在观测手段研究方面正逐步实现自动化、遥测和精确化。在作物气象条件研究方面,从过去单因子研究向多因子综合研究发展,其方法上突出的特点是开展数值模拟和模型实验。为了适应目前新形势下农业气象学的新任务和农林专业学生发展的要求,农业气象学必须进行积极的教学改革和思维转变。只有通过不断优化该课程的知识体系,做到以能力培养为本位,才能够更好地为教学、科研和农业生产服务。

参考文献:

[1]郭淑云,林国智.农业气象课程教学改革探究[J].长春理工大学学报,2010,07.

气象学气候学论文范文第3篇

关键词:气象学与气候学;教学内容;实践;探索

中图分类号:P4-41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0146-02

一、引言

专业基础课是学生素质教育的重要环节之一。《气象学与气候学》是高等师范院校地理科学专业重要的专业基础课之一,作为自然地理学的重要组成部分,课程教学目的在于让学生了解大气科学的基本知识,理解各种常见的大气现象产生和发展的机理,掌握常用气象观测的基本技能和气候统计资料的分析方法,为学生将来的中学地理教学或科学研究工作奠定牢固的专业基础。学好该门课程不仅有利于地理师范专业学生学习其他专业课,而且对今后从事中学地理教学有很大的指导作用,是培养和提高学生的专业科学素质、科学思维和研究能力的核心课程之一。为提高地理科学专业人才培养的质量,十分有必要对气象学气候学的教学进行深入探索。结合自身的教学实践,作者对《气象学与气候学》课程教学内容进行了适当优化,并提出了一些建议。

二、根据专业和学生特点,合理安排教学内容

地理科学是研究地球表层自然要素及人文要素相互作用、关系及其相互作用的科学,其所面对的是开放的复杂地球表层巨系统,包括了自然、人文、区域的综合内容,跨越了自然科学与社会科学的研究,研究内容之间相互渗透,融合贯通。因此,地理科学专业的气象学与气候学应有鲜明的综合性和地域性。《气象学与气候学》课程内容涉及知识门类多,知识信息量大。气象学与气候学是一门物理机制较强的学科,学科空间概念很强,公式很多,相对抽象。地理科学专业学生文理兼招的特点,有些学生数理基础较差,对公式的理解相对吃力,教学内容的设置、组织需要考虑到不同层次学生理解能力。鉴于高等师范地理科学专业学生毕业后多数从事中学地理教学,因此教学内容还应与中学基础教育接轨。

教学内容还要根据要求和学生未来可能从事的职业连接起来,教学内容既有基础知识,也要涉及到地理科学领域研究的新成果和国内外形势发展,比如一些当前热点研究话题,如气候变化问题、极端天气事件、海洋酸沉降问题等,在拓宽学生知识面的同时又加深了对课程知识的理解,也能够增加学生的科学研究兴趣。

《气象学与气候学》授课内容可划分为两大类,即理论教学和实践教学两方面,内容复杂,而课程的教学时数有限,须重新进行删减、增设和整合,去粗取精,因此我们根据本课程的教学目标,确定教学内容和教学目标。重点要求学生对基本概念和基本理论有一个较好的了解,一方面为后续课程奠定良好的基础;另一方面培养学生对气象学与气候学课程的兴趣,提高学生运用气象学与气候学理论分析和解决现实问题的基本能力,培养学生对基础科学问题的理解和科学思维能力。

三、理论教学内容设计

课程的教学内容是教学活动过程中最为核心的内容,是解决教师想要教什么和学生会学到什么的问题。如果教学内容选择不当,不仅影响教学效果,而且还会直接影响教学目的的完成。教学内容的选择与组织也是教师备好课以及组织好教学活动的前提。

1.重新架构教材内容。《气象学与气候学》课程是一个大气科学这个学科的“浓缩版本”。学生使用的教材是由周淑贞教授主编、高等教育出版社出版的《气象学与气候学》(第3版)。气象学与气候学教学内容可分为三大知识模块,即气象学―天气学―气候学的知识结构,具体表现为:第一部分是气象学的基本内容,研究大气的组成和结构、大气的热能和温度、大气的运动以及大气水分等等内容;第二部分是天气学的基本内容,研究气团、锋和各主要天气系统;第三部分是气候学部分的基本内容,包括气候成因、气候带和气候型以及气候变迁。各模块之间比较松散、联系不紧密,不利于学生的理解和掌握。

在实际教学中,笔者参照其他高校的做法,以当前气候学研究的主题――气候系统及其变化作为主线,将上述知识点贯穿起来,调整课程的教学体系。课程的知识体系结构为:(1)气候系统;(2)气候系统的热力学过程;(3)气候系统的动力学过程。具体的教学内容包括:①绪论,②气候系统的热力过程,③大气动力学特征,④大气中水分,⑤主要的天气系统,⑥气候系统主要过程,⑦气候的分布规律,⑧气候变化,等。按照上述结构,将原先气象学―天气学―气候学的各知识点内容编排进去。学生在对气候系统的热力学、动力学特征以及水分的迁移转化,天气系统学习的基础上,来认识气候系统的各个主要过程、各子系统间的相互作用等,考察气候的分布和变化。重新编排后各章节结构清晰,层层递进,有利于引导学生在气候系统的框架内,从整体和部分角度认知,对学生后续的自然地理学其他课程的学习也有很好的引导作用。

2.增加关于乡土方面的知识。课程教学中要引导学生密切联系实际,关心当地天气、气候变化及其影响,并对当气候条件与资源的进行考察,能够有效帮助学生掌握和了解相关知识点,也逐步培养学生运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。相关的知识分散在个章节中进行,如利用《安徽资源环境》等教材,介绍气候类型时适当选用安徽典型地区实例;讲解气候变化时介绍安徽省气候变化特点;介绍气象灾害时,增加安徽省常见的气象灾害类型及防御措施(寒潮、台风、暴雨、干旱等),有利于学生相关知识点的理解,不断地增加学生进行地理学习的积极性和主动性,也有利于学生乡土情感的培养。

3.穿插相关地学热点研究内容。《气象学与气候学》课程,新的研究方法、手段和成果不断涌现。因而要根据地理科学与气候学的学科新近发展和实际问题,更新教学内容,反映最新科学研究动态,重点是地球表层系统过程相关内容,立足于大气圈,强调和其他圈层间的相互作用,关注全球大气环境变化的新内容,如海洋酸沉降、碳循环、空气污染等,增加全球变暖及其适应对策方面的知识,结合IPCC AR5报告,介绍当前全球气候变化方面新的研究结果,并对全球变暖的应对措施进行分析,增强学生的科学研究能力和创新思维能力。“气候变化的研究方法”这一部分的教学内容在不少教材中舍去,近年来具体的研究方法和代用指标的发展很快,地理科学专业学生就读研究生后不少从事相关领域的研究学习。鉴于此部分内容较多,不能一一具体阐释,教学中适当选择一些代用指标研究案例进行讲解,如黄土、冰芯、树轮等指标的研究成果,增加学生学习兴趣,还能与学生后续《地理调查研究方法》课程有效衔接起来。

四、实践教学内容设计

气象学与气候学是一门观测科学,教材中用来分析图表的资料多来自实际器测结果。鉴于该门课程具有很强的实践性,因此有效地开展该课程的实践活动具有重要的意义。实践教学分为实验和实习,实验的内容在实验室及气象观测场地进行,实习内容一般选择在综合自然地理实习中进行。为了使学生牢固掌握气象学与气候学的基本理论,有一定气象观测和气候资料统计整理的技能,进一步了解气象学与气候学在地理、环境、生态、资源等学科中的应用,教学中采取了以下三种设计方案:首先,气象要素的观测实验。项目包括温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素,内容涵盖仪器构造原理、安装、观测方法、使用范围等。教师首先对这些知识进行室内讲解,此外,目前互联网上相关的材料也很多,比如提供气象观测设备的生产厂家主页通常会有详尽的产品性能、原理、构成方面的介绍。根据课程进度适当安排学生到气象观测场地现场参观,要求学生在实习过程中了解各种仪器的原理、结构和使用方法,学会借助仪器进行分析、处理,掌握必要的实践技能,从而得出实习成果。对高师院校学生而言,这些内容的学习有利于他们指导今后的中学教学的一些课外活动。其次,扎实的地理要素统计分析等能力是每一名高师专业地理科学的学生应该具备技能。通过实习,提高学生对所获取的数据的分析、统计、考察和判别的能力。实习数据来源不仅包括学生实测的数据,还包括网络上的相关数据。目前气象资料共享的科技资源平台较多,权威的数据来源如中国气象科学数据共享服务网。通过对这些平台提供气候、气象资料的统计整理、分析和使用,进行对比分析和鉴别,掌握均值、总量、频率、极值、变率等统计量的计算方法,加深对各类气象参量的理解。

最后,虽然从事此课程学习的学生一般不会从事气象预报业务,但天气图和卫星云图的判读和理解也十分重要,如锋面、温带气旋和反气旋、热带气旋等天气系统等云图的实习。除加强对这部分内容的讲解外,以课堂实习和课后练习的方式加强学生对各种天气图和卫星云图的认识。

五、小结

教学实践中,我校《气象学和气候学》总课时共68学时,理论教学课时约60学时,实践教学课时约8学时,根据理论课时进度,适当安排实践环节教学。同时鼓励学生申报各类大学生科研项目或参与科研项目研究,可以使学生在整体上对自然地理过程,特别是气候系统有了更加深刻的理解,提高了学生的学习能力,为后续相应的学习内容奠定坚实的基础,收到了较好的教学效果。

参考文献:

[1]钮志红,袁理丁.专业基础课与素质教育[J].高等工程教育研究,2002,(3).

气象学气候学论文范文第4篇

关键词:现代气候学;教学内容;学科交叉

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)43-0201-02

一、引言

什么是气候?长期以来,人们把气候看作是某些气象要素的平均值,一般认为有了三十年的观测值,就可以得到一个稳定的气候平均值。但是,后来人们逐渐认识到,气候不能仅仅局限于大气本身,而是要研究包括大气、海洋、冰雪、陆面和生物圈等要素在内的整个气候系统,推动了气候学从经典气候概念到全球气候系统概念的发展。从研究气候转为研究气候系统的标志是1979年世界气候计划(WCP)的建立。随后,科学界又提出了全球气候系统的概念,指出其是由大气圈、水圈、陆圈(岩石圈、地幔、地核)和生物圈(包括人类)组成的有机整体。因此,气候学的发展十分迅猛,涉及的范围和领域更广,时间尺度更长,研究认知的水平也不断地得以完善和提高。

“气候学”是研究气候变化的基础课程,也一直是南京信息工程大学(原南京气象学院)大气科学专业的主干课程之一。当今气候变化及其影响已越来越受到世界各国政府和科学家们的普遍关注,所以气候学相关课程的教学内容将直接影响到学校大气科学人才培养的质量。本世纪初,学校专门设置了“现代气候学”这门课程,试图全面地、系统地阐述现代气候学的研究内容,使大气科学专业的学生对现代气候学有基本的认知和理解。一方面,现代气候学理论必须在大气科学、海洋科学、地球物理学、生态学和生物学等多种学科间相互渗透和结合的情况下才能得到较深刻的认识;另一方面,“现代气候学”的教学内容需要引用大量的科学文献,力求反映最新的研究成果,使得该课程的教学内容更具前沿性、创新性和实效性。

结合近年来南京信息工程大学大气科学专业在该课程方面的教学内容和教学改革,本文探讨了教学过程中强调对气候学知识更替的重要性以及各学科之间交叉学习的必要性,并利用科研和教学中所涉及的气候学教学内容和方法,以期提高学生把握气候学知识最新动态的能力。

二、课程设置与教学内容

南京信息工程大学“现代气候学”课程的总学时为48个学时,教学时长为16周,一周3学时,一般在大学二年级下学期开设这门课程。与其他高校一样,教授内容注重知识体系的完整性、逻辑性和系统性,包括教学大纲、教案的编写、课件的设计等完整、严格的体系和要求。近五年来,这门课程的教科书一直选用的是南京信息工程大学缪启龙教授等编写的《现代气候学》,该教科书也是普通高等教育“十一五”部级规划教材。另外,可供参考和借鉴的其他教材也包括北京大学王绍武教授编写的两部著作:《现代气候学研究进展》和《现代气候学概论》。“现代气候学”这门课程的授课内容很多,信息量很大,基本涉及了气候系统的所有内容,课程的教授内容包括引言、气候学的发展和气候系统的概念、气候系统各子系统之间能量、动量、物质的交换和输送过程,各子系统之间的相互作用及其对气候形成与变化的影响,以及介绍气候诊断与气候预测方法,最后也涉及了气候数值模拟的部分基础内容。这些内容可使学生对现代气候学的基本理论有较完整的了解和认识。但是,将这些内容讲解清楚,一方面需要很多的课时支撑,且教学的进度也很难把握,所以就需要讲授者提前整理相应的课堂内容;另一方面,由于现代气候学的发展迅猛,现代气候学方面的教材内容也会明显落后于该领域的发展现状,这就要求教师在教授过程中及时补充一些新的理论和知识体系。此外,还需指定一些最新的教材和参考文献,要求学生课后到图书馆或者网上查询和翻阅相关参考资料,通过计算机网络以及图书馆等多种渠道和途径,通过自学了解和获取一些最新的信息,并注重对理论知识的验证、巩固和强化。

三、教学模式的改革

由于近年来现代气候学的迅速发展,教师在教学过程中不能简单地按照课程内容的设置讲授知识点,而是需要通过发现问题、提出问题、解决问题的思路和方式来激发学生对教学内容的兴趣,调动学生学习的积极性。靠死记硬背记住一些气候学常用的概念是没有意义的,举例而言,气候学定义、气候系统的组成、气候变化的概念是什么,这些内容不是需要学生单靠记忆把它们记住,而是需要糅合在平时的教学课堂中。例如,在课程教授过程中教师都会提到气候变化的概念(指由于自然因素或人类活动引起的全球性或区域性气候系统的多年代以上尺度上的演化),如何理解气候变化?这就需要教师在讲课过程中,通过举例等方式让学生更容易理解,以近地面气温为例,一天中气温每小时的变化;一个月中日平均气温的变化(通常小于日内变化);十年甚至百年时间尺度上年均温度的变化等,这样类似的举例就很容易让学生理解时间尺度的概念。另外,教学中也要注意培养学生分析、解决问题的能力,如有些章节的内容涉及很多物理学的知识,可以让学生带着问题自学,然后安排时间进行课堂讨论。在现代气候学这门课程的教授过程中,由于涉及到很多概念性知识点问题,所以更加需要在平时的教学中提高学生对内容和理论知识的理解,这也给教师的教授增加了一定的难度。

这门学科涉及的领域很广,知识的更替很快。另外,一本教材从编写到出版需要较长的时间来完成,从学生开始使用教材时间跨度就更长,在这段时间里,新的研究成果和新的科学问题不断涌现,这就要求教师每年在制定教学大纲时不断地做更新和补充,另外,在教学模式上也需要进一步地完善。最近,科学界还提出了一种称之为“El Ni o Modoki”的事件。但是这些新的理论在一些教材中还未涉及,就需要教师在平时教授过程中,有意识地补充新的知识点。同时,也要培养学生自学及信息收集处理的能力。一般而言,本科生主要通过课后阅读教科书的方式,巩固课堂上所学的知识,而查阅相关的文献形式并不多见。但是,由于有关气候变化的研究更替很快,很多理论知识需要从最近的期刊文献中获取,这就要求本科生也要学会查阅相关的文献。现在查阅文献的方式很多,可以通过网络,也可以去图书馆阅览室借阅相关的书籍,这就需要学生发挥主观能动性,学会自学。例如,教师在课堂上可以提供一些比较新的文献供学生阅读,通过撰写读书笔记的方式发挥学生主动学习,主动获取知识的能力。中国气象局2005年创刊的《气候变化研究进展》这本杂志,就很适合大学生阅读,尤其是其中有好几个专栏针对现代气候学的一些研究进展,是教材必要的补充。另外,还有一些气候领域的专家撰写的气候学方面的简讯,这对于增进大学生对该领域动态的了解和增加学生对这门课程的兴趣都十分有益。

现代气候学这门课程的讲授需要了解的理论知识很多,这也需要各学科之间的交叉。例如,在讲授陆面过程和陆气相互作用这一部分内容的时候,涉及的学科就尤其多,气候变化与陆面过程、陆地水文和生态系统的相互作用等方面的理论知识,需要与地理学、生态学、水文学、土壤学、植物学等学科交叉,这对教师的知识水平和结构,学生的理解能力都有极大的要求。生态气候学的发展就是一个很好的例子,以全球变暖为代表的气候变化问题,是以人类活动的影响叠加在自然变化之上为基本特征的,所以就需要在交叉学科框架下理解气候变化与陆地生态系统等的相互作用,例如在讲到陆气相互作用的时候,就需要补充关于人类活动对气候系统的改变,如森林砍伐、土地垦殖、城市化和温室气体排放如何影响气候及其反馈。这些交叉科学的认识和成果,单纯从传统气候学上是不能把问题说清楚和得到理解的。因此,这就不仅需要教师在讲授过程中有意识地补充,而且需要学生在学习的过程中,注意查漏补缺,注重知识的有机结合。

四、结语

气候变化问题越来越广泛地受到国际社会的关注,气候学一直是一门重要的学科。就现代气候学而言,全球气候系统概念取代以前经典的气候学定义,使得气候学的内容,尤其是现代气候学的内容和范畴发生了质的变化,而且也宣告了现代气候学已经走向了多学科交叉的范畴。

南京信息工程大学的大气科学学科一直在全国名列前茅,承担着为全国科研院校和气象、海洋等部门培养优秀人才的重任,不仅对教师队伍的质量和水平,而且对学生的综合能力都有更高的要求。“现代气候学”是基础性的课程,也是气候学和气候系统理论知识所需要了解和掌握的一门主干和必修课程。根据目前气候学领域的发展,需要有针对性地修订教学内容和培养方案,例如增加课程自学和实践教学的内容,通过计算机、网络以及图书馆等多种途径,让学生通过自学,了解和获取一些最新的信息,深化对理论知识的理解,在专业领域内发挥学生的创造能力,以迎接科技发展和社会发展的新挑战。由于教学学时较少,本课程的实践教学尚有待于今后在教学过程中不断地探索和改进。

总之,教师在重视教授与实践相结合的基础上,尤其是对现代气候学的发展要有很好的把握,对“现代气候学”这门课程的教学内容的改革也应是努力发展方向之一。

参考文献:

[1]余锦华.对气象学与气候学教学改革的几点认识[J].科技信息,2007,(27).

气象学气候学论文范文第5篇

关键词:气象学与气候学;教学方法;学习效果

中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0065-02

《气象学与气候学》是地理科学专业的一门综合性很强的专业基础课,它研究的对象是气象、天气、气候,教材主要介绍大气物理属性、大气运动、天气系统、气候形成与划分、气候变化及人类活动影响等方面的基础理论知识。大多数学生在学习这门课程中,普遍感到比较难学。因此,如何提高《气象学与气候学》课堂教学效果,是一个值得探讨的问题,以下是笔者在教学过程中总结出来的提高课堂教学效果的一些方法。

一、“问题解决”式教学方法

传统的教学方法是老师讲,学生听,不能充分调动学生的学习热情。建议采用“问题解决”式教学方法,在设计一节课的时候设置一些具有悬念性的问题,使学生置身其中,就可以激发学生的学习动机。运用引发兴趣、引发查询、引发动手、引发讨论、引发辩论等策略,根据具体内容具体设计。最简单的做法就是采取“标题—问号”的方式,使知识问题化。例如大气中三圈环流的形成,首先简化地表影响,单纯考虑热力因素形成的地表大气的运动状态,在学生的头脑中建立起来大气运动的空间表象模式;然后再利用箭头、文字、旋转的地球、地砖偏向力的影响等动画来提问地球表面上的三圈环流是如何形成的?这样就会帮助学生建立气象学的立体空间感,学生很快能理解各纬度带上所形成的气压带和风带的特点及影响,诱发和培养学生思考气象中的大气问题要从三维空间考虑。

地理课堂教学的问题情境主要有以下一些类型:①影像材料问题情境。教师提供丰富的文字、现代化的信息图像材料,把学生引入到一定的思维空间,使问题形象化、具体化,以便发现问题、解决问题、建构知识。②实验问题情境。气象试验在教学中逐渐被重视,同时也在实际应用中起到了很好的作用,例如利用材料作出三圈环流模式图等。③故事问题情境。如在讲锋面气旋时,首先从火烧赤壁谈起,图文并茂地介绍这场经典战役,将锋面气旋的结构与两军的布阵位置、东风的由来联系起来,学生就能把握锋面气旋系统内各个区域风向的差别以及降雨产生的具置。④虚拟实践问题情境。如地理决策教学中用“假如你是……”这样的设问。

二、角色转换教学法

角色转换,就是学生和教师位置对调,让学生也体验一下当教师的角色。这种教学方法的优点是可以使学生主动查阅相关文献、主动熟悉教材中的理论知识、主动寻找生活中的实践积累,来充实自己所讲内容,变被动学习为主动学习。

三、实例教学法

教师在讲课过程中都会穿插实例来对理论知识进行讲解,会收到一定的效果,例如教学台风知识时,要求学生自己上网搜集信息,完整地记录某一次台风发生、发展、消亡的经过,并进行PPT演示、交流等活动,也是比较典型的任务驱动式教学组织。在选用实例教学方法时,要结合教材的特点和学生的实际,尽量从学生日常生活中和身边熟悉的例子着手选择探究的主题。最好选择体验式探究教学模式,让学生自己去体验、探究,有利于学生对所学知识印象更深刻,掌握得更好。例如大气稳定度是教学难点,比较抽象。讲解它时可以举例,稳定状态的大气就像弹簧一样,当我们人为地将弹簧一端拉到一个新位置后,弹簧会弹回去,具有返回平衡点的趋势,稳定大气与之类似。这样,学生就会对稳定大气产生一个感性的认识,理解就会更加深刻了。

四、课堂教学和网络教学相结合的混合式教学方法

因课时有限的问题,本门课程的教材内容得不到全部禅释。建议在课堂上有限的时间内采用多媒体的方式讲授清楚基本理论、重点和难点,然后给学生布置自学提纲,让学生自主学习,并作学习笔记,这一部分可作为学生平时的学习和考核方式。以最小的时间投入获得最大的回报。作为教师我们应积极进行课程的数字化建设,做好从“主角”向“编导”转变、从“传授知识”向“激励创新”转变的思想准备。

五、多媒体加板书教学方法

多媒体使用得过多会导致学生的注意力不集中,为了适时地把学生从多媒体中拉回来,笔者建议在多媒体教学中适当地穿插少量的板书,让学生的注意力重新回到书本里的知识中来。可见,以多媒体教学为主,少量板书式教学为辅的教学方法既能丰富课堂教学,也能提高学生的学习主动性。

六、结论

教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的教学任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称。在教学过程中一种模式和教学方法往往不能达到教学目标多元化和学生个体全面化发展的目的。“书本知识”是静态的,“问题”是动态的,只有通过各种问题才能把学生置于学习的主体地位。学习的兴趣被调动起来,才有可能具有较强的学习动机。笔者通过灵活运用启发式、探究式、讨论式等多种教学方法,调动了学生参与学习的积极性,既提高了课堂教学效果,又培养了大学生的综合素质。

参考文献:

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气象学气候学论文范文第6篇

叶笃正,男,1916年2月出生于天津市,1948年11月在美国芝加哥大学获博士学位;气象学家,中国科学院院士;历任中国科学院地球物理研究所研究员、研究室主任,大气物理研究所研究员、所长,中国科学院副院长等职.现任中科院特邀顾问、中科院大气物理研究所名誉所长,他还是美国气象学会荣誉会员、英国皇家气象学会会员和芬兰科学院外籍院士.

叶院士的主要科学技术成就介绍如下:

1. 开创青藏高原气象学

叶笃正首先发现围绕青藏高原的南支急流、北支急流及它们汇合成为北半球最强大的急流,严重地影响着东南亚的天气和气候;他与国外气候学家Flohn各自指出了青藏高原在夏季是大气的一个巨大热源,叶笃正还首先指出青藏高原冬季是冷源;他同时还深入地研究了夏季青藏高原热源及其对东亚大气环流的影响.由于他的研究工作,国际上才接受大地形热力作用的概念,为青藏高原气象学的建立奠定了科学基础.

2. 创立大气长波能量频散理论

提出了大气平面Rossby波的能量频散理论,从理论上证明了西风环流中的能量可按远大于风速的群速度向下游(或上游)传播,为现代大气长波的预报提供了理论基础;同时,也对阻塞高压天气系统的生成、维持和移动给出一种动力学解释.这个理论31年后才由B・Hoskins的“大圆理论”所推广,成为对遥相关和遥响应的理论解释.

3. 创立东亚大气环流和季节突变理论

叶笃正与陶诗言等发现东亚和北美环流在过渡季节(六月和十月)有急剧变化的现象,这一发现对中国天气预报有重要意义.他们还发现阻塞形热的建立和崩溃常伴随着大范围环流形势的强烈转变,它的长期维持则带来大范围气候反常现象,从而证明了阻塞高压在持续异常天气预报中的重要性.这些发现和理论成为研究东亚气象学问题的重要文献,奠定了中国天气预报的重要基础.国外的学者在10多年后,由于1976年冬季北美出现极其寒冷的天气,才开始提出各种系统理论,并形成了一个重要的研究方向.

4. 创立大气运动的适应尺度理论

大气环流中究竟是气压场还是风场为主导是学术界长期争论的问题,也是天气预报的关键之一.叶笃正等通过一系列工作建立了大气运动适应尺度理论:对不同空间尺度的运动都存在着特征尺度,当实际运动的空间尺度大于这个特征尺度时,气压场起主导作用;当运动的空间尺度小于特征尺度时,风场起主导作用;对中小尺度的大气运动,同样存着适应问题.这个独创的理论完善了大气运动各分量的相互作用过程的物理解释,在天气预报业务上有重要的作用.

5. 开拓全球变化科学新领域

上世纪70年代末至80年代,叶笃正积极组织并领导中国开始气候变化的研究.他积极参加全球变化科学组织(IGBP)的创立,发挥了重要作用,并贡献了一系列科学思想,如气候和植被过渡带的敏感性、全球变化中大气化学的作用和“有序人类活动”适应全球变化等.他通过模拟计算后指出,大范围的灌溉对气候和水文的影响时间可长达3~6个月,从而证明了人类活动对气候的影响和可能性(被称为“陆面记忆”).

6. 对中国现代气象业务发展的卓越贡献

气象学气候学论文范文第7篇

中国气象局成都高原气象研究所(以下简称高原所),是全球致力于高原气象研究的专业科研机构,高原气象人在高寒缺氧、人迹罕至的环境里,日复一日、年复一年地观测收集着一组组气象数据,探寻着高原气象的种种奥秘,架起了一条高原气象研究的“天路”。他们的求索之路,正如著名气象学家曾庆存院士为高原所的题词那样:“攀登科学的珠峰”。

壮志凌云在九天――风起云涌,振翅高飞

高原所起步于1972年,1978年成所,为加强青藏高原气象科学研究,1984年国家气象局赋予成都高原气象研究所。在计划经济体制中跋涉十多年之后,高原所面临着体制落后、人员冗杂等诸多问题。新世纪的钟声刚刚敲响,在国家改革开放不断走向纵深的大背景下,高原所毅然走上了科技改革的探索之路。

2001年底,擂响改革战鼓的高原所决定弃旧迎新,推陈出新。首先是按照《高原所改革实施方案》,建立了一套新的管理制度和运行机制,理事会、科学指导委员会、学术委员会逐一建立……高原所实现了由主管部门直接领导向理事会参与重大问题决策的转变。为适应新型科研体制的需要,实行了以科研课题组为活动单位,全面实行课题制、首席科学家负责制。这一举措既加强了科研管理,又激发了科研人员的积极性和创造性。

在制度创新取得巨大成果的同时,高原所也时刻牢记,科技创新是科研院所的立所之本。因此,高原所积极组织开展各类科研项目申报工作,仅2008年以来,高原所就立项主持56项。其中,包括973项目课题在内的科技部项目4项,公益性行业(气象)科研专项经费项目3项,国家自然科学基金面上项目8项、青年科学基金项目2项,四川省科技厅项目3项,自治区地方项目3项,中国气象局西南区域气象中心项目5项。7项成果分获省部级科技进步一、二、三等奖。在国内外发表学术论文317篇,其中核心论文153篇,SCI论文29篇,EI论文24篇,ISTP论文5篇,出版专著17部。

这些成果以高原气象为专业特色,紧密结合青藏高原大地形对灾害性天气气候与生态环境的影响,特别是对旱涝冷暖异常及其次生灾害影响的重大科学问题和关键技术,重点围绕青藏高原大气观测和信息采集、高原山地数值预报模式和预报技术、高原陆面过程和地气相互作用对我国重大天气气候与环境灾害影响等重点领域开展科学研究和技术开发,通过推进高原气象观测能力建设,提升高原气象研究水平,加强高原气象业务支撑能力,取得了显著成效。

在改革中浴火重生的高原所在科研的道路上大步跨越,振翅高飞,正不断发展成为我国和区域高原气象科学研究、技术开发和人才培养的重要基地。

科学探索有门道――积淀研究优势,打造核心能力

作为地球上的天气气候敏感地区,青藏高原特殊地理位置及特有的生态环境,决定了它对全球天气气候变化有重要的作用和影响。多年来,高原所紧密结合青藏高原及其复杂地形对我国灾害性天气气候与生态环境影响的重大科学问题和关键技术,重点开展了高原气象观测、高原天气、高原气候与气候变化等优势学科领域的应用基础研究、应用研究和技术开发。

――高原天气研究与应用:实施了我国西南涡加密观测大气科学试验,并业务化;开展了高原涡与切变线、西南涡演变特征、异常机理的研究,取得了新的成果;深入研究了高原东侧陡峭地形区暴雨的形成过程、演变特征和异常原因,丰富了对暴雨天气的认识;开展了数值模式的预报能力评估、资料同化、模式地形和物理过程参数化分析研究,取得了一些有价值的成果,改进了业务预报水平,为发展高原山地区域数值模式奠定了前期基础。

――高原气候研究与应用:深入研究了青藏高原热力异常、陆气相互作用、南亚高压不同时空演变特征及其对我国夏季重大气候异常的影响,加深了对旱涝灾害成因的认识;系统分析了青藏高原及周边地区大气水汽循环特征及其水汽输送变化,指出了水汽输送的异常对区域旱涝的影响;进一步研究了青藏高原热力异常与亚洲季风变异的关系,土壤湿度对季风气候的指示意义;开展了青藏高原周边地区区域气候模式的适用检验与业务应用研发。

――高原气候变化研究与应用:系统开展了青藏高原及周边地区气候变化事实、成因及其影响的综合分析研究;完成了气候变化对青藏高原东侧金沙江流域水资源及水汽循环影响的研究,揭示了其温度、降水和径流的变化特征;进行了气候变化对西南地区水资源、农业影响及其综合评价模型和应用研究;首次建立了四川省气候变化高分辨率(1x1km)数据集,并预估了不同情景下未来100年气候变化趋势;开展了气候变化对青藏高原地区生态环境的具体影响研究。

――高原陆气相互作用与应用:针对新建观测站资料与科学试验资料,开展了青藏高原地区大气边界层观测资料的质量控制与评价方法研究;对比分析了青藏高原东部及下游盆地区域的微气象学特征,加深了对大气边界层结构、能量输送、湍流通量等特征的认识;进行了青藏高原与四川盆地地表参数和能量通量的卫星反演试验和检验,建立了区域估算模型;开展了青藏高原东部地区气候生态系统的监测、分析和应用研究。

紧紧围绕高原气象科学研究与技术开发,高原所通过提升科技创新水平,加强科技成果转化,有力地推动了我国高原气象学科的发展,发挥了专业所对气象业务的核心和引领作用。

高山顶上测天漏――提升高原气象预报能力

目前,我国正努力推进第三次青藏高原大气科学试验,而一个合理的青藏高原及周边地区气象综合观测布局至关重要,开展青藏高原观测布局关键技术和前期科学研究试验势在必行。

2005年,高原所在青藏高原东侧的理塘县完成了大气综合观测站建设。当年11月,占地20亩的理塘观测站正式投入运行,填补了我国青藏高原东坡大气边界层观测的空白。该基地形成了具备地面常规观测、通量与近地层梯度观测、GPS水汽观测与GPS探空、天气现象与辐射观测、地表能量交换、大气温度、湿度、风等气象要素垂直变化、大气气溶胶光学厚度、光学性质和垂直分布等方面较为完备的观测系统,设备技术达到国际先进水平,为高原地气相互作用、能量平衡、水热收支、高原天气气候与气候变化、高原气象灾害等方面的研究与应用提供了更高分辨率的实测资料,获得了一些新的成果。

为了进一步提升青藏高原及其东侧综合观测体系能力,高原所再接再厉,基本建成了包括高原主体、东坡、成都平原为基地的青藏高原气象综合观测体系。除理塘大气综合观测基地外,还先后建成了成都平原温江大气对比观测站,高原东部陡峭山地区16个GPS水汽观测站,结合业务观测站网,目前已初步形成了沿30°N东西剖面、100°E南北剖面的青藏高原及周边关键区大气观测体系,在综合观测、科学试验、信息共享、科学计算、科研平台等方面取得突出进展,为我国高原气象基础观测、理论研究、技术开发、业务应用和合作交流提供了有力的保障。

高原所针对青藏高原及周边地区实施了一系列大气科学试验,为青藏高原及周边地区复杂天气系统过程的准确把握和有效预报提供了有力的基础支撑,也为西南区域复杂地形下数值模式能力提高及同化技术提供了支持。特别是西南涡加密观测试验的业务应用及其常态化,加密资料实时进入区域气象中心业务平台,为预报员正确把握天气系统及其变化,做出正确的天气预报发挥了积极作用。同时,加密观测资料直接同化进入西南区域数值预报业务模式,改进了数值预报业务水平,尤其是由此建立了一种科研应用于业务的新方式。同时,开展了高原山地数值预报模式系统应用技术研发,调整了西南区域业务数值模式系统,提供了覆盖西南各省(市、区)的模式预报产品,成效显著。

随着高原低涡、切变线年鉴的业务化,高原所形成了一项新的气象业务服务产品――青藏高原低涡、切变线年鉴,在科技成果的基础上及时实现业务化,建立了面向业务、社会和公众的共享平台,并以书面文本和电子文档两种形式实现共享,已在全国气象科研、业务和教育部门及其社会有关行业得到了广泛的应用。

多年来,高原所在科技创新的基础上,从观测、试验和研究等多方位,加强科技成果的业务应用,实现了业务推动科技,科技引领业务的目标,对于提高气象灾害预测技术水平发挥了重要的作用。

科技支撑排万难――抗震救灾,不辱使命

2008年,四川“5.12汶川大地震”,是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广的一次地震,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,举世震惊。在这场巨大的自然灾害面前,高原所集中展现了科技创新对于气象业务的重要支撑作用。

地震一发生,高原所就立即投入到抗震救灾活动及灾区科技服务中,为抗震救灾提供科学技术支持。他们应用数值模式、集合预报、精细化数值预报系统等开展每日两次的“区域数值模式预报产品地震灾区预报”,分发到灾区气象台站、四川省气象局相关业务部门及各级领导,共提供44期服务材料。

高原所还成立了专门的科研小组,开展“高原东侧四川汶川大地震前后天气气候变化分析研究”、“灾区24小时降水的精细分析”、“灾区泥石流发生与气候条件分析”、“灾区疾病传播与流行的气候条件分析”等地震灾区相关气象科学研究,完成了《四川汶川大地震前后气象要素变化特征》等13篇与地震灾区密切相关的科研论文和科普文章,发送四川省各级气象部门及其相关单位作为科普宣传和气象服务参考,为抗震救灾提供了有效的科学指导,为决策部门提供了大量参考信息,3篇被四川日报、四川科技报转载。科研人员作为四川省人民政府《汶川地震灾后重建规划工作方案》防灾减灾规划气象专家组技术负责人,主持编写了《四川省气象防灾减灾和生态环境修复规划》。此外,还创作了《地震灾区过冬取暖须谨防一氧化碳中毒》、《汶川特大地震灾区农业低温霜冻害及其防御》等科普文章,为灾区震后第一年过冬提供科学指导。

在这场严峻的灾难面前,高原所经受住了考验,高原气象科技成果的及时应用,发挥了指导作用,在抗震救灾、灾后重建气象服务中,不辱使命,努力拼搏,创造了佳绩,赢得了荣誉。

青年精英显身手――人才建设聚焦“西部之光”

“气象科技创新体系的本质和主体在于人才,尤其是优秀科技团队。”作为高原所的掌舵人,所长李跃清一直以来都坚持以人才为根本,加强青年人才培养,促进科技创新团队建设。

李跃清表示,高原所不到40人,青年人占多数。之前,存在的主要问题是:人才队伍结构不尽合理、骨干人才相对不足,断层现象严重,如40岁左右的骨干人才非常少;同时,我国西部地区吸引高层次优秀人才困难。为此,高原所采取了一系列有力的激励措施和长效机制,如通过中美双边科技合作、中组部“西部之光”计划、科技进修培训、攻读高层次学位、国际学术交流等途径,吸引、鼓励和促进青年人才快速、健康成长,收到了明显成效。已建立了高原天气与高原山地数值预报、高原气候、高原气候变化、高原气象观测等科技创新团队,为高原气象科技创新体系发展注入了持续的动力。

通过高原气象开放基金,按照“开放、流动、竞争、协作”的运行机制,凝聚国内外优秀气象人才,构建高原气象联合科学研究和技术开发平台,也是高原所人才建设的“秘诀”之一。高原气象开放基金已资助了国内外许多气象及其相关学科的科研、教学和业务机构的科技人员,已成为一项具有较大影响力的专业开放科研基金,并取得了一批有重要影响的科技成果。同时,选派青年骨干到国外访问进修,邀请知名专家学者讲学,举办国际国内高原气象会议,实行“科研-业务-科研”的岗位锻炼模式,有力促进了青年气象科技人才的成长,已有5人崭露头角。通过开展国际科技合作,参加国际学术交流,实施国际培训进修等方式,高原所已成为聚集和培养高原气象优秀研究与应用型人才、开展高原气象科学研究与交流、加速研究成果和技术应用推广的重要基地,推动了高原气象学科的深入发展。

经过多年的努力,一支精干高效、结构优化、充满活力、富有创造性的科研队伍初步建立,形成了以高原气象学科为中心,在高原大气观测与科学试验、高原天气气候与气候变化、高原山地数值预报技术等领域有所建树的科研创新团队。

风云世界情难了――展望未来,绘制蓝图

当前,以青藏高原动力、热力作用为核心的高原气象学已进入了涉及大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈之间相互作用的新阶段。特别是进入21世纪后,气象探测技术在时空、手段、精度、要素等方面的大大拓展,我国第三次青藏高原大气科学试验的积极推进,使高原气象学不断向深度和广度发展。

展望未来,高原所制定了优化青藏高原及其周边气象综合观测体系,完善高原气象环境数据库系统与共享平台,加强青藏高原及周边地区灾害性天气系统异常机理与成因、高原地气相互作用与气候异常机理与预测技术、高原及周边地区气候变化及其影响研究,深化研发高原及其周边复杂地形区数值模式技术,发展基于高原影响的灾害性天气气候理论与技术等更高的目标。

气象学气候学论文范文第8篇

关键词:中长期径流预报;径流预报;径流分类预报;径流过程预报;大旱大涝预测

中图分类号:TV121文献标志码:A文章编号:16721683(2015)05081706

Classification forecast method for mid to longterm runoff in river basin

LI Hongyan1,XUE Lijun1,WANG Hongrui2,WANG Xiaoxi1

(1.Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment,Ministry of Education,Jilin University,

Changchun 130021,China;2.College of Water Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)

Abstract:Based on the basic principle of hydrologic cycle,the basic concept and classification of mid to longterm runoff forecast are defined from the perspective of impact factors of water vapor sources of river basin runoff,the meteorological factors (midterm),climate factors (longterm),and astronomical factors (very longterm) are selected as the predictors,and the tenday,monthly,seasonally (flood) or annual runoff targeting to the outlet section of river basin (or typical section) and drought and flood trend are forecasted.Through the comparison of the difference in the physical movement mechanism of water vapor system under different time scales,the rationality of “shortterm climate prediction” as the theoretical basis for mid to longterm runoff forecast is demonstrated.The impact factors for the runoff sources in river basin and their performance are summarized as three laws:the periodic law of astronomical factors is the main rule,which reflects the basic state of hydrological and climatic process;the random law of atmospheric circulation has interference on the basic state of hydrology and climate,which leads to fluctuation;and the characteristic law of river basin reflects the comprehensive effects from various factors,which has particularity.Finally,the mid to longterm runoff forecast can be divided into two categories:runoff process forecast in normal year and drought and flood forecast in abnormal calamity year.The former takes the hydrological and climatic elements as predictors whereas the latter takes the astronomical factors as predictors.In terms of service objects,the former serves for the regular operation and scheduling of water projects whereas the latter provides disaster forecast for disaster prevention and reduction in flood control and drought resistance departments.In terms of publication of results,the former provides the quantitative forecast of runoff process whereas the latter provides the qualitative forecast of level 3 (or level 5) and similar years.In terms of forecast methods,the former adopts mathematical statistics method or physical cause correlation analysis whereas the latter adopts comprehensive forecasting identification method of periodicity,randomness,and watershed particularity.

Key words:mid to longterm runoff forecast;runoff forecast;runoff classification forecast;runoff process forecast;serious flood and drought forecast

中国位于气候环境变化最为激烈的季风区,在地理纬度、海陆位置和青藏高原等因素作用下形成的独特的东亚季风环流,导致区域(流域)降雨的时空分布不均匀,加之人口众多的社会因素,使得水资源短缺和旱涝灾害频发成为水文工作面对的严峻挑战。

河川径流是大气降水经过流域下垫面的分配与调蓄作用后汇入河槽的水量,是能够被人为直接调度的水资源,也是评价流域水资源状况的重要指标。一般而言,河川径流与降水量的时空分布规律大体一致[1],但是由于受流域的地形地貌、地质条件、土壤类型、岩石性质、植被以及人类活动等多方面因素的影响,由降水转化为径流的过程比较复杂,导致河川径流的时空分布更为复杂,因此,流域的径流预报相对于降水预报更为复杂和困难。

中长期径流预报可以为解决天然来水与人为用水不协调的水资源调度和防洪抗旱的防灾减灾提供水文信息支持。流域中长期径流预报的研究对象属于多因素耦合作用的复杂开放巨系统,主要表现在以下几方面:(1)影响因素众多,有的难以进行专业化抽象与概括,乃至准确测量;(2)各影响因素之间,以及影响因素与径流之间的作用机理复杂,难以进行物理抽象,乃至数学表达;(3)环境变化导致系统状态的非平稳性[23],如气候变化导致水文循环变化、人类活动导致的下垫面特征变化和跨流域调水直接改变径流的时空分布等,最终导致流域水文资料的非一致性。因此,流域中长期径流预报难以做出精确而可靠的定量预报。

本文从流域中长期径流分类预报基本概念、理论依据和预报方法等方面进行创新探索,拟在针对不同需求提供实用性预报方法。

1中长期径流分类预报的基本概念

1.1中长期径流预报

一般而言,水文预报[4]按预见期的长短分为:(1)预见期为数小时或数天的称为短期水文预报,如河道洪水预报、流域降雨径流预报;(2)预见期较长的称为中长期水文预报,如旬、月、季或年的径流预报等,其中中期与长期的划分尚无统一界定,通常将预见期在15 d以上至1 a以内的称为长期预报;(3)预见期超过1 a称为超长期预报,如对大江大河或较大范围未来旱涝趋势的预测,有时亦称为水情展望。这里的预见期[5]是指预报与预报要素出现的时间间距。黄忠恕[6]认为不同流域其暴雨特征与汇流时间差异性非常大,严格来讲,不存在以预见期长短来划分预报过程长与短的界限。有关人们对短期天气预报和长期天气预报(实质应该为气候预测)的认识历史,下文还有更为详实的阐述。习惯上把根据水文要素做出的预报称为短期预报,把包括气象(或气候)要素在内的水文预报称为中长期预报。由此看来,短期预报和中长期预报的本质差异在于预报因子的不同。因此,本文根据径流来源的水汽形成机理与影响因素,把以气象因素作为预报因子的称为中期径流预报,把以气候因素作为预报因子的称为长期径流预报,把以天文因素作为预报因子的称为超长期径流预报。预报项目为流域出口断面(或典型断面)的旬、月、季(汛期)或年径流,同时也包括对流域旱涝趋势的预测与估计。换言之,以落地雨为预报因子的称为短期水文预报,其他都称为中长期径流预报。

1.2中长期径流分类预报

根据预报因子的不同,中长期径流预报分为正常年份的径流过程预报和异常灾变年份的大旱大涝预测,前者的预报因子为气象或气候因素,后者的为天文因素。两者在形成机理、预报方法和结果上都大不相同。

在径流形成机理方面,流域的气候特征主要受太阳活动、大气环流和自然地理环境等因素的综合作用。太阳辐射为来自水文循环系统之外的天文因素,对气候的影响呈周期性;大气环流是气候形势的主导因子,具有季节性变化规律,与此同时,各种影响因素都是通过影响大气环流来实现各自作用,即大气环流为各种尺度天气系统活动提供基础条件,呈现随机性规律;流域性的自然地理特征对大气环流有一致性的作用规律,反映流域响应的特殊性和一贯性。因此,流域的水文气候就是周期性规律和随机性规律的耦合叠加,在长时间尺度上呈现规律性,在短时间尺度上呈现随机性。研究表明[7],流域径流异常的大旱大涝灾变年份有周期性规律,如嫩江和第二松花江的大旱大涝均存在10 a概周期性,且具有前后1 a的误差。

在预报方法方面,在长序列的观测数据中,径流异常年份的大旱大涝数据无疑是少数的,而正常年份的径流数据占绝大多数。任何一种数理统计方法或数学模型,所模拟的都是众数规律,大旱大涝这样小概率样本不会获得较好的模拟和预报结果。因此,数理统计和物理成因相关分析法适用于径流过程定量预报,而关注于灾害成因及演变规律识别的灾变理论适合径流异常灾变年份的大旱大涝预测。

在服务目的方面,流域径流异常的大旱大涝预报与正常年份的径流过程预报截然不同,前者旨在为决策部门提供是否发生大旱或大涝的灾变信息,丰、平、枯的定性预报足已保证减灾方案制定的方向性;后者主要为水库兴利运行服务,如为发电、灌溉、供水等部门制定较为详细的调度分配方案。

在预报成果形式上,径流异常年份的大旱大涝采用丰平枯分级定性预报,并提供洪水相似年,以借鉴历史洪水过程及灾情状况;而正常年份的径流过程要进行定量预报,才能使结合预报成果编制水库运行优化调度方案具有可操作性。

2中长期径流预报的理论基础

中长期径流预报不仅仅局限于由流域落地雨到河槽径流的产汇流过程,更应探求径流来源的水汽形成原因、条件及其影响因素,而这些内容超出了水文学的研究范畴,已延伸拓展到气象学和气候学的研究领域。因此,中长期径流预报的实质是气象预报和气候预测问题,水文气象学和水文气候学是其学科基础。

2.1长期天气过程

天气预报按预见期的长短通常分为三种:短期天气预报(预见期为2~3 d)、中期天气预报(预见期为4~9 d)、长期天气预报(预见期为10~15 d以上),而预见期在1 a以上的预报称为超长期天气预报。一般而言,长期天气预报的准确率比短期天气预报低。

随着人们对长期天气过程及其物理因子研究的加深,已充分认识到长期天气过程和短期天气过程的重大差别:短期天气过程是一种绝热过程,可以凭借大气运动的初始状态做外延预报;长期天气过程是一种非绝热过程,它的变化取决于大气与下垫面的热量交换,而与大气的初始场关系并不重要。经过长期研究,人们逐步认识到长期天气过程存在三种类型和不同时间尺度变化,见表1。

表1长期天气过程的主要类型和时间尺度[6]

Tab.1Main types and time scale of longterm weather process

类型时间尺度可能的物理原因地气环流低频振荡2~6周超长波振动、大气能量(指数)循环天气气候季节变化3~6个月、

6~12个月大气活动中心、地气相互作用、太阳辐射季节变化年代际气候变化26个月大气环流准两年振动3.5 a海气相互作用(ENSO循环)5~6 a太阳活动双振动11 a太阳黑子周期22 a太阳活动海尔周期(磁周期)30~40 a海气相互作用、气候干湿周期80~90 a太阳活动世纪周期短期气候振动是气候变化中最短的变化过程,通常包括月、季、年气候变化和年代际气候变化。在过去相当长一段时期内,月、季和年气候变化被称为长期天气预报;而1 a以上的气候变化,即年代际气候变化则被称为超长期天气预报。显然,长期天气预报和超长期天气预报概念的界定完全依据预见期的长短,并由短期和中期天气预报延伸而来。从直观认识的角度来看,因其逻辑清楚,便理所当然地被人们接受。但是,随着研究的不断深入,伴随社会生产生活对延长预见期的需求,天气概念也发生了质的变化,即短中期(1~10 d)大气环流状况及其变化是天气学问题,而长期(月、季和年)和超长期(1 a以上)变化则是气候学问题,同时长期天气预报和超长期天气预报主要研究对象和解决的问题而言,如月、季和年的平均环流状况和冷暖(气温)、干湿(降水量)统计特征值等,也完全属于气候学范畴。从20世纪60年代以来,长期和超长期天气预报中普遍采用的预报因子逐渐集中在影响大气环流季节变化的物理因素上,如海气关系、地气关系、日地关系和地球物理因素等,这些物理因素是气候系统的重要组成部分,可称之为气候系统内部物理因素;而太阳活动、日蚀、月蚀和行星引潮力等称为气候系统的外部物理因素。

2.2短期气候预测

20世纪70年代,随着“气候系统”概念的提出,以及世界气象组织开展的全球气候研究计划、国家减灾10 a(1990年-1999年)活动和关于全球气候变暖学术讨论等诸多因素的敦促下,使用长达百年的“长期天气预报”的概念终于被“短期气候预测”所取代。

短期气候预测是根据大气科学原理,采用现代气候动力学、统计学等方法和电子计算机、数据库、通讯技术等手段,在研究气候变化成因的基础上,对月、季、年际时间尺度的气候趋势和气候灾害进行科学预测。

3中长期径流分类预报方法

3.1径流过程定量预报方法

径流过程预报可以归纳为基于气象(气候)条件或其它因素的物理成因分析法和分析水文要素自身变化规律的时间序列分析法两大类[78]。

(1)物理成因分析方法主要有以下几种。a.考虑的因素是在已经出现的天气形势下,影响本流域降水量的水汽条件与抬升作用,采用700 hPa或850 hPa形势图,在水汽输送通道上选择目标站的露点或比湿来反映降水量的水汽条件,并采用冷空气强度和地形条件来表征抬升变化,然后由统计方法得出预报结果。b.应用上一旬的平均环流、前期下垫面情况和前期水量等因素与预报对象建立回归方程,来预测下一旬的水量。c.在分析大气环流的超长波与长波活动的时空变化波谱特征及物理量谱特征的基础上,利用谐谱参数或其它环流因子与预报对象建立预报模型。d.根据大气环流前后期的演变规律,由前期环流预报后期的水文情势,概括出几种旱、涝年前期环流的模式,用判断相似的方法进行定性预测。e.以表征环流特征的各种环流指数与环流特征量和其它影响水文长期变化过程的因子,采用逐步回归或其它多元分析方法与预报对象建立定量联系,据此进行预报。物理成因分析法的难点在于如何将复杂的物理过程抽象为数学表达,半理论半经验的经验公式水平只能给出大尺度的定性预报。

(2)时间序列分析的实质是以水文过程要素的相关关系为预报依据,即相关系数越大,影响权重就越大,但客观上,相邻水文要素间并无因果关系(而与影响因素间存在因果关系)。20世纪60年代初,我国开始把平稳随机过程的理论应用于径流长期预测。考虑到水文序列一般不具有平稳性,而把水文序列分解成趋势项、周期项、随机项,分项预测后进行叠加,其中周期的识别一般用周期图、谱分析和方差分析来进行。20世纪70年代,自回归模型得到进一步的应用,ARMA(自回归移动平均)模型、ARIMA(自回归移动平均求和)模型、季节ARIMA模型,以及非线性门限自回归模型也已用于径流预报。随着数学理论的不断发展,新的数学分支不断涌现,并在水文预报领域得以应用,为中长期径流预报开辟了新的思路和方法,如模糊数学法[9]、人工神经网络方法[1013]、灰色系统理论[1415]、多层递阶预报方法[16]、混沌动力学[1720]及分形理论[21]、最优组合预测方法[22]、小波分析[2325]和支持向量机[2628]等方法。这些方法考虑水文因素和气象因素,同时采用非线性数学方法来模拟流域径流依这些影响因素的变化规律。

3.2大旱大涝定性预测方法

国外对旱涝灾害的研究大多是针对水文现象不确定性规律的模拟[29],例如,Porporato 等[3033]采用混沌理论分析径流序列的动力特性,Sivakurn etc[34]讨论了径流时间序列的噪声问题以及处理方法,Shozo[35]采用小波变换和分形学方法预测时间序列等等,而针对流域水旱灾害的预测却不多见。由于地理环境、人口和社会发展状况的不同,国外侧重于旱涝灾害形成机理及表现规律的科学探索和防灾减灾的组织管理,而我国更加重视研究流域旱涝灾害的预测预报。

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气象学气候学论文范文第9篇

【关键词】气象;防灾减灾;能力分析

我国热带气旋的出现比率很高,灾害会带来很大的损失。世界平均每年发生约80个中心附近最大风力在8级以上的热带气旋,然而每年大概有7个热带气旋在我国的沿海城市登陆。洪涝是国内出现比率最多且带来损失最大的自然灾害。因此,相关的专家学者针对气象系统的防灾减灾进行深入的研究,本文经实践及分析总结出一系列针对于气象防灾减灾能力的相应问题,具体内容如下文所述:

1 国内气象事业进程为防灾减灾打好基础

要促进气象灾害测检预警系统的构建,气象灾害的应急测检强度有明显的提升。国内气象局强化气象测检预警等相关设施的构建,根据要求进行业务技术模式革新已经有较为理想的效果。现在,国内已构建了全新的天气雷达系统、地域性测检以及卫星系统,与国内的两千多个县、市相结合的气象通信网络,构建了十分整体的数值天气预报模式,短期预报逐渐变为精准化,气候模式的分析也获得进展,暴雨、大风、高温、沙漠化等预警预报程度有了显著的提升;进一步的构建了生态和农业气象。而且还构建了移动气象的应急测检系统等一系列装备,这样就能够在突发事件中第一时间赶赴实践现场且对气象因素实施测检,为突发事件的解决给出气象数据。现在,国内的气象系统正在逐渐配置这种移动气象测检设备,因此应急服务能力也会随之得到深化。

2 强化气象应急管理模式

2.1 深化防患于未然的理念

国家气象局一直将气象应急措施作为评定气象工作效果的核心指标,认真贯彻我国一些应急工作的部署,多层次提升对保障及应急措施的核心性。在深化气象应急工作上,主要促进气象应急管理模式的构建,持续提升气象应急相应服务的迅捷性。全面发挥双重管理以系统管理为核心的优势,应急管理办公室主要负责气象应急的指挥及调动等,国家气象局灾害测检中心,主要对气象灾害的监控、预警还有气象灾情的分析以及评估。对于强烈极短的天气气候情况,国家气象局每年提前进行汛前检验,持续深化对各级气象应急部门能力的测检,所有气象系统常规及应急处理之间的联系更为密切,从而相互协调的能力也有了显著的提升。

2.2 突出协调,强化应急联动和灾害联防

国家气象局把开放协作,以及部门联动当成是提升气象应急服务程度的核心渠道,主动的促进构建突发公共事件的应对体系。和卫生部构建处理气象环境导致的公共卫生问题的合作模式;和新华社共同签署《新华通讯社、国家气象局与气象新闻信息共享及协议》;和交通部共同签定《交通部、国家气象局联合做好海上搜救协议》,和农业部森林防火办公室共同签定“森林火灾气象测检预报协议”,构建起气象应急信息交换以及协作体系。一些气象系统还和一些通讯系统进行合作,全面的提升气象服务的深度。

2.3 提高科普宣传教育力度

广大群众的了解,以及社会的参与,提高人民群众的自救以及互救能力是降低灾害损失的先决条件。国家气象局利用一些手段和措施,深化宣传及培训力度,让所有受众了解必要的应急措施。国家气象系统强化对《重大气象灾害预警应急措施》的宣教,让各界都知道预案的启动模式、级别以及应对方案。编辑出版了一系列与之相关的科普书籍与宣传手册,针对气象灾害的类别、特性、预警信号、应急的保护方式等知识实施全面系统的讲解,为广大的人民群众给出实用的气象灾害应急措施的概念。国家气象局应急管理部门还构建了一系列气象应急宣传参考资料,在国家气象网、国家政府网、各区域的气象网与社会相应的网站上进行发表。在世界气象日等相关活动时,相关的气象系统对外进行活动,请一些社会公众尤其是中小学生进入气象工作领域,让他们深入的了解气象,知道一些必要的的气象灾害应急知识。

3 针对于气象应急工作的感受

3.1 快速构建系统间的联动

在世界气候变化的负面影响下,目前国内的极端天气事件明显的提高。所以,注意全面发挥气象灾害预防的前导,充分的重视气象要素及天气气候对突发事件的作用,结合实际的强化事前及事后的气象保障与评估,能够为科学的应对、合理的处置突发事件提供有力的保障。

3.2 构建一系列预案体系

为提升重大气象问题与一系列突发事件的全面应对与快速反应能力,要最大限度的防止气象灾害导致的恶劣影响与灾难性的结果。要全面深化气象灾害预警体系的构建,构建完善的灾害类型预案,制定各类突发气象灾害的预警级别与一些部门、系统以及社会民众的应急执行措施,构建测检预警、信息的传播、系统与社会民众的防范规则等一系列协调联动的工作体系,要建立有利于各系统各尽其职,全力合作、全面有效的公共事件处理机制。

4 总结

总的来说,想要增强气象防灾减灾,要有系统单项防灾减灾向系统之间协同的全面防灾减灾转型。要统筹统一各层次的可利用资源、进行资源共享,作为全面防灾减灾的核心;在此过程中还要有跨领域的合作、进行各学科穿插融合的综合防灾减灾技术,作为防灾减灾的科技辅助;还要构建全面协调的管理体系,统筹协调系统之间的联动性、资源的统一使用与测检预警、应急措施等一系列防灾减灾的全面措施,从而提升气象防灾减灾的全面能力。

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气象学气候学论文范文第10篇

2011年3月,我来到气象培训中心参加第十一期全国气象基础知识培训班,我们这个班是由一半文科生一半理科生组成,学生基础参差不齐,培训中心的老师按照中国气象局制定的培训大纲,结合我们的实际情况,尽可能的以我们能接受的方式进行教学。培训已至中期,总结如下。

一、      学习大气科学基础知识,了解天气过程基本原理。

    目前为止,我们开设了《天气学原理》、《气象学》、《气候学》、《动力气象学》、《气候学概论》这四门基础课程,通过这些课程,学习大气科学基础知识。在《天气学原理》中,学习了大气环流的概念和原理,知道了热力环流、经圈环流和季风的特点;明白了气团和锋的概念分类及特点,并了解了几种锋面天气;学习了气旋反气旋以及影响我国天气的气旋活动,学习了强天气和暴雨的天气过程。在《气象学》中,了解了地球大气的成分和分布、大气的分层和结构、大气静力学原理、热力学过程、空气的水平运动以及大气辐射学等气象学的理论基础。在《动力气象学》中,我们学习到了大气运动的几个重要的力和运动方程,明白大气运动的基本原理。《气候学概论》中,学习了气候系统的几个部分,学习了大气圈、水圈、冰雪圈以及人类活动对气候的影响,了解到了全球气候变暖的趋势。这些大气科学的基础知识和基本原理为我们今后进一步学习打下了基础。

二、      讨论当前热门气象课题,了解公共气象服务常识

在学习过程中,老师不但传授一些基础知识,而且还结合实际和我们讨论了大气科学的最新热点话题。比如应对气候变化的课题,让我们认识到人类活动所造成的温室气体排放是引起全球气候变暖的主要根源,虽然我们不能改变这一趋势,可以通过节能减排来延缓气候变暖趋势。针对当前日本的地震海啸所引起的核危机,让我们了解到核危机过程中气象要素的观测以及有害物质的监测,明白了气象工作在其中发挥的重要作用。同时,给我们开设了公共气象服务专题讲座,请到**省局减灾处的领导为我们讲解公共气象服务的有关知识,了解到气象为公众服务的方式和渠道,探讨了如何进一步做好公共气象服务,提升气象部门在防灾减灾和服务民生中的地位和作用。这些课题,为我们提供了学习气象的一把钥匙,让我们进一步体会到气象与人类生活的密切关系。

三、      参与高空探测实习,了解高空观测基本流程

经过高空气象观测的理论学习,我们进行了高空气象观

测实习。在实习的一个周里,每天早上和晚上跟着高空气象站的工作人员学习高空气象观测的基本流程,进行实地观测,学习观测气象要素的基本方法,在老师的带领下,通过实际操作,学会施放高空探测气球。虽然时间不长,但是也有收获,增加了对气象观测工作的感性认识,为进一步学习理论打下基础。

四、      理解气象工作的辛苦,增强作为气象人的自豪感

在理论学习和高空观测实习中,我深刻地体会到气象工

作是基础性科技型的事业,深刻理解了温家宝在2009年视察中国气象局时的感言:“气象工作非常重要,是一项关系国计民生的事业;气象工作非常艰苦,是一项需要持之以恒的事业;气象工作非常光荣,是一项令人尊敬的事业。”为自己也是气象部门的一份子而感到骄傲。

气象学气候学论文范文第11篇

【关键词】 外燥

摘要:六淫燥邪及外燥的文献零散且研究进展甚微。从外燥与季节、气候并结合现代气象医学研究进展,提出对外燥的研究应包括:重视对外燥与气象医学理论文献的收集整理,探索建立外燥病邪的季节、“温度湿度”量化指标的动物模型,以阐析外燥致病机理。

关键词:外燥; 气象医学

Theoretical Studies for the Outerdry in Weather Medicine

Abstract:The documents and the theoretical studies about the dry and the outerdry were rare.The outerdry of the season and weather and geography were reviwed primarily in the article.The suggestion for the dry(outerdry)should consist to arrange and collect of the documents,establish the animal quantitative model about the season,temperature and moisture,and study the mechanisms of the model.

Key words:Outerdry; Weather medicine

近年来从气象因素、生物致病因子和机体反应性等综合研究六淫风、寒、湿、火(热)等病邪,结果显示确有其物质基础并取得一定进展,有的已达分子水平[1]。燥邪致病,《内经》罕有记载,但自喻嘉言著《医门法津・秋燥论》后,秋伤于燥才渐被公认。燥邪分内燥、外燥,内燥不为六淫之燥气所感。本文对外燥与季节气候、并结合现代气象医学研究等提出燥邪现代研究之寓意。

1 外燥与季节、气候

《素问・天元纪大论》《素问・五运行大论》《素问・六微旨大论》《素问・气交变大论》《素问・五常政大论》《素问・六元正纪大论》《素问・至真要大论》等七篇论及自然界气候变化可作为致病因素,甲子说、子午流注说、五运推导说、六气演变论等,意在探讨气象气候以及时间变化与医学科学的关系。“天有五行御五位,以生寒暑燥湿风,人有五脏化五气,以生喜怒忧思恐”,实际上把天地之间的四时六气,与人体内部的五脏活动联成一体,外则四时六气之变化,内则阴阳气血运行于五脏六腑之间,动中变化以致产生四时六气以养万物;内在的阴阳营卫气血运行,五十度而复大会,动之不己。“成败倚伏生于动,动而不己则变作矣”。(《素问・六微旨大论》)运气学说强调四时六气的恒动性,如太过或与之不及乃疾生之根[2]。中国古代的气候学知识曾领先世界,《吕氏春秋・十二纪》之时的《孟秋纪》中写道:“行之令,而凉风至,三旬。孟秋行冬令,则阴气大胜,介虫败谷,戎兵乃来。行春令,则其国乃旱,阳所复还,五谷不实。行夏令,则多水灾,寒热不节,民多疟疾”。这一段首先记载了这个月(即秋季第一月)的主要气候特点是“凉风至”,如行夏令,即维持夏季炎热多雨的气候,就会蚊蝇孳生,疟疾蔓延……。古有风、热、暑、湿、燥、寒“六气分治”之说[3]。以五运而言,四运金“在天为燥”,《素问・天元纪大论》为年中白露至立冬;以六气而言,“阳明司天,其化以燥”,(《素问・至真要大论》)是从秋分至小雪,主气为阳明燥金,客气为厥阴风木。“一交秋分,燥金司令,所起之风,全是一团燥烈之气,干而不润。是以无草不黄,无木不凋,人身应之,燥病生焉。凡有身热咳嗽、内烦口干一切百病,无不起于干燥”。(《医学传灯・卷上》)“雾露数起,杀气时来,草木不生苍干,金乃有声”。(《素问・六元正纪大论》)“金气治之,燥之分也,燥热在上……万物穷燥”。(新刊《图解素问要旨论》卷之三)汉、唐时代,困于《内经》病机十九条中未提及燥气为病,直至金元,刘河间在《素问玄机原病式》中补充一条“诸涩枯涸,干劲皴揭,皆属于燥”;明・李杲指出,燥有内、外之分而逐引重视。清・喻嘉言著《医门法津》“秋燥”专论,更直言相谏”:“春月地气动而湿胜,斯草木畅茂。秋月天气肃而燥胜,斯草木黄落。故春分以后之湿,秋分以后之燥,各司其政。今指秋月之燥为温,是必指夏月之热为寒然后可,奈何《内经》病机一十九条,独遗燥气。他凡秋伤于燥,皆谓秋伤于湿,历代诸贤,随文作解,弗察其讹,昌特正之”(《医门法津・秋燥论》)。以此确立秋燥病名。一般而言,若燥气肃杀过盛,其表现以寒凉为主;燥气不及,则从火化,即常令虽已进秋凉季节但仍炎热不退,常喻此为“秋阳以曝”。“秋深初凉,西风肃杀,感之者,多病风燥,此属燥凉,较严冬风寒为轻。若久晴无雨,秋阳以曝,感之者多病温燥,此属燥热,较暮春风温为重”(《重订通俗伤寒论・第八章》)。在喻氏影响下,吴鞠通则明列秋燥为九种温病之一。然四方四隅均可生燥气,深秋气温骤降之凉未必就较初冬气温上升之风寒为暖,北方深秋之燥也远较南方初冬之寒凉;西北燥证遍见于四时,非独秋有,且多以凉燥为主,此情尤与东南方有异,“干旱则燥气胜,干热、干冷则燥气亦胜”。《医原》均指出燥邪的特点和形成与岁运及时令有关。

2 现代气象医学研究

地面接受太阳辐射能也随着季节发生显著的变化,是形成寒来暑往、春夏秋冬四季交替的根本原因。气候学中把太阳辐射、下垫面和大气环流作为气候形成和变化的三个重要因子。太阳辐射是大气的主要能源,下垫面则是能量接收、贮藏、转化的主要场所。大气环流具有双重性质,一方面它显著地影响到各地的气候,另一方面它本身也是一种气候现象。人类活动对自然植被和大气成分的影响日益加大而成为第四个重要因子,又是社会经济系统之气候系统的一个联络点。按热量和水分状况的综合反应将中国气候类型分为9个气候带。中国秋温与春温的差别大致以秦岭淮河一线为界,此线以北(除沿海外)及西北地区一般春温高于秋温,原因是在秋季由于北方的冷空气南下代替了湿润温暖的夏季风,因为空气干燥、地面散热较强,故气温迅速降低。以华北地区为例,9、10月夏季风急剧南撤和冬季风的迅速到来,许多情况下,秋季出现时间的迟早与强冷空气向南爆发的迟早有关,正所谓“一阵秋风一阵寒”。干燥空气造成毛发干燥和黏膜弹性降低、干裂,纤毛运动减少,黏膜分泌减少,血流减慢,吸进的空气变热,凉肃空气则使毛细血管收缩,革兰氏阳性细菌和流感病毒随湿度与风速的减低而数量增加;空气中阳离子过多时,特别是CO2分子(浓度达104~105个离子/cm3・s)可降低纤毛运动,减少黏液的转运而致,咽干、头痛;皮肤pH通常是4~6,若气象因素改变皮肤pH值,常利于传染病病原通过皮肤对人体的感染;空气温度、湿度影响黏膜的干燥程度(特别是鼻黏膜),其黏膜分泌减少,抗体含量降低,易于传播疾病。高令山等报道127例外感者中燥咳15例,常见于9月下旬至11月中旬,特别是晚秋之时,成人和儿童哮喘发作厉害,似乎对风冷敏感。更见“老慢支”和秋燥皮肤瘙痒,提示秋季咳喘常伴感染和过敏之双重病因。值得注意的是,肺并非单纯的呼吸器官,还具有调节血液循环(朝百脉)、协助水液代谢(通调水道)及一套复杂的免疫防御功能(卫外)。正常成人每天约吸入空气2 000 L,因此最容易遭遇到环境空气中有害因子如微生物、尘埃、毒性气体之侵袭。气溶胶颗粒是环境空气中有害物质,包括微生物的存在形式与载体,小于5 μm的颗粒可进入周围气道,由于气流减慢并形成层流,颗粒因重力沉降作用而沉积于气道黏膜表面的颗粒,可借助黏膜纤毛系统排出。支气管黏膜中的黏液纤毛机械防御、细胞免疫、体液免疫功能是人体抵抗致病因素(因子)侵袭的主要屏障。实验证实肺气虚患者或动物鼻分泌物、唾液、气管灌洗中细胞免疫及体液免疫功能下降,局部屏障功能受损,是卫外不固、反复上感的主要原因。采用五季平均水汽压、平均相对湿度与月平均降水量三项指标对1986~1991年呼和浩特四季气候的研究结果显示,长夏主湿之论点符合当地情况,但却冬季最“燥”,春季次之,秋季更次之[4]。有学者调查227名进入新疆沙漠腹地(彩南油田和火烧山油田)工作的石油工人的健康状况。据火烧山气象站资料,上述地区7月份平均气温25.7℃,最高气温36.9℃,月最小相对湿度11%,月定时最大风速10 m/s;该地域年干燥日数(相对湿度30%者)60~100 d,年干热日(日最高气温35℃,对应日平均湿度30%者)10~27 d。采用临床症状、生理机能、生化代谢、心理行为、精神情绪和作业能力等综合指标,观测在酷热、干燥、风沙、以及空旷与寂寞等环境下作业的石油工人所出现的不适症状,并将31个燥症状按部位及脏腑属性分为口、鼻、目、肤、二阴、肺等12类,再依其特性分为脾胃类、胸肾类、五官类和肤阴类。结果显示,沙漠燥证不仅是人体对热环境的病理反应,还涉及到多系统多脏器生理和病理变化,并与心理、精神障碍有关[5]。阴津是维持人体生命活动的重要物质。阴津的耗伤必然会导致组织细胞的功能受损,甚至形态结构的改变,之所谓“存得一分津液,便有一分生机”。有学者提出急性伤阴过程可分为早期肺胃津伤和晚期肝肾阴伤,结合临床上急性伤阴之证多伴有血清离子紊乱,设想肺胃津伤阶段可能主要是以细胞外液损伤为主,肝肾阴伤阶段主要是以细胞内外液共同损伤为特征[6]。

3 外燥与气象医学研究展望

后世论燥,或述其象,或述其性,其文又散在于少数名家精选病案之中,相比风、寒、湿等病证的研究深度而言更显不足。至今未见对外燥致病机理的实验研究及温燥与凉燥的“温度湿度空间”量化研究报道。建议对外燥的研究应包括:3.1 重视对外燥(邪)与气象医学理论文献的收集与整理。应组织一定规模的协作力量,系统收集历代名家对燥邪的论述并进行理论研究,这项基础性工作将丰富六淫燥邪的学术内内涵。3.2 深入开展对外燥与气象医学在病机病证中的研究。临床温燥、凉燥之证尚不少见,但由于病例各异且医家对此感悟不均,尤其是近年来缺乏有组织的对燥邪的较大规模的学术研讨与临床经验之交流,使散在的研究或经验难以形成系统的理论阐析和规范的治则。应积极运用现代科学技术手段探索建立外燥病邪的季节、温度、湿度等量化研究的动物模型,在此基础上开展从细胞、分子甚至基因水平对燥邪之病理生理等方面的实验研究,为释析其病因病机提供科学的、客观的依据。

参考文献

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[4] 王 鼎,刘忠庶,王玉亭,等.从呼和浩特气候变化论“四时五行”[J].内蒙古中医药,1994,13(2):34.

气象学气候学论文范文第12篇

关键词:立体化教材;气象与气候学;模块

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)48-0002-02

立体化教材是以纸质教材为基础,以培养能力为目标,以多形态、多层次、多用途及多媒介的教学资源的配套教学出版物的集合。

一、立体化教材建设的现实意义

2005年教育部1号文件明确提出要加大教学信息化建设力度,推进优质教学资源共享。再加上我国大多数高校的教学模式大多忽视学生自主学习、自主探究与个性化学习的需要,造成学生知识与能力的脱节。因此建构知识体系应以多形态(纸质、电子或网络介质)形式展现,并提供交互支持,为学生提供自主学习的平台,鼓励他们进行创造性学习。

二、基于网络的“立体化”教材的特点

与传统的纸版教材相比较,基于网络的“立体化”教材有如下特点。

教师将理解难点依托信息网络展现出来,学生通过网络课件进行答题、测试,学生可以随时与老师进行交流、答疑等,提高教学与学习效率;在网络更大的范围内吸收优秀的教学资源和最新的研究成果,形成协作学习环境;同时学生可以根据自己的特点选择学习时间、学习进度等进行在线学习。

三、立体化教材的创设依据

1.教师教学。为了使老师在教学中能做到“个性化教学”、方便制订教学计划,演示教学重点内容,组织试卷等教学需求,需进行立体化教材建设。编制与主教材配套的教学大纲、教师参考书、电子教案、试题库等资源。

2.学生学习。学生利用立体化教材的信息资源(如音像资料、多媒体课件、纸质教材以及网络上的信息等),自由探索,自主学习,达成学习目标。①激发兴趣,提高自主学习能力。设计互动环节,将学习中的知识运用到社会生活之中,激发学生兴趣;提出具有灵活性开发性的问题,让学生通过自主阅读文献,自主分析数据来进行自主学习,自主探索问题的答案。②创造适合学生心理的问答环境,构建有效的交流互动平台。在互动区,任何人都可以提出自己的看法和观点,这种交流不仅具有深度而且更具有广度。

3.构建气象知识第二课堂。因课时所限,课堂教学中所涉及到的气象知识都是有限的,从知识容量和广度上都是不够的,急需通过网络进行气象知识的第二课堂构建。

4.气象科学的普及以及环境教育的深入。搜罗整理与气候环境教育相关的新闻、视频、图片,整理成专题让学生了解前沿的气象科学技术知识、气象灾害防治技术、气象灾害发生的根本原因。

四、立体化教材模块的内容

结合网络技术来搭建一个网络教学平台,不仅可以把训练学生思维,提高学生动手能力,发展学生个性等多方面的优势融合到现代网络教学平台中。同时也可以将网络便捷性、互动性、准确性和全面性的特征来提高学生的学习效率。

《气象学与气候学》立体教材的主要内容包括以下九大模块:①模块一。介绍《气象学与气候学》课程的大纲,总体概述,教材主要内容。《气象学与气候学》作为专业基础课程分为理论教学与实践教学两部分,其中理论部分能最大可能地提供大气环境的知识,使学生了解大气环境的演变过程,全球气候变迁特别是气候异常的机理。而实践教学能帮助学生学会监测大气环境,了解大气状况。②模块二。分章分节对各章节的重难点详细解释和说明,让学生能自主理解和掌握,对于上课还存在漏缺的地方及时补上,更从中找到更多的突破口。学生可以通过计算机网络处理各种气象资料,学会气象资料整理的方法;也可借助计算机网络接受天气云图,掌握有关天气预报理论与方法;还可以借助计算机网络获取大气环境信息、气象灾害资料及气候数据,为当地生产建设部门提供科学依据,从而提高学生的社会服务能力;此外学生依靠计算机网络的“资源共享”,能及时把握《气象学与气候学》的最新研究成果,提高自身的科研能力。③模块三。链接高中地理,讲述知识在高中地理知识中的运用,解释高中地理所涉及的知识的更深层原理;气象气候学课程教学一直关注大气环境演变与全球气候变迁以及地方气候的状况。学生在教师的引导下,研究某个地方的大气环境与地方气候时,可以运用所获得的知识技能来获取该地的资料和信息。气象气候实践教学中所要求的地图应用、数据收集和绘制图表等技能,使学生能够更有效地进行探索、识别问题,并提出建议。④模块四。气候环境,在气象与气候学中还存在着世界上还未解决的课题、原理、现象,比如“厄尔尼诺”现象等,激发学生思考,启发学生自主探究,带动学生探索更多知识的欲望。臭氧空洞是全球面临的大气环境问题之一,教师在讲授大气的物质组成时应引导学生探讨大气污染物的分类、来源及对人类健康的危害。同时由于人类改变大气成分,又造成了臭氧层的破坏。因此有必要增加臭氧层保护的专题讨论。⑤模块五。生活更便利,包括天气查询和生活中的气象知识的介绍。通过链接中国天气网查询天气等知识在现实生活中的运用,运用知识原理来解释和解答众多的生活事例,实用又有趣,达到学以致用的目的。⑥模块六。气象科普,介绍气象名人,气象名词,解释生活中的气象谚语,更多地了解气象方面的相关知识。⑦模块七。练习巩固,通过习题的练习,更理解和明确知识的不足之处,再回头巩固知识掌握中存在的问题。⑧模块八。自主检测题库,课程中的重要知识和难点知识,有配套的检测题库,学生可以自测。还有期末考试题样卷,学生可以对整体的知识自我检测,寻找知识上的缺漏。⑨模块九。辅导答疑模块,从而提高学习效率,增加学习积极性。

通过构建立体教材,可以提高教学及学习质量,并促进教学改革顺利进行。在具体教材的编写上一定要注重培养学生的实践能力,以“必需、够用”为度,对内容的编排做到由易到难,循序渐进,注重教材的基础性和实用性,体现创新性。

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气象学气候学论文范文第13篇

关键词:气象;气象因隶;病因;辨证;时间医学

气象即天气现象,气象因素即影响天气变化的因素。由于气象随时间、地点的不同而变化,所以气象因素包括时间与空间两方面,也就是说不同年度、季节、时辰、不同地点有不同的气象特点。由于气象变化时刻影响着物候的消长过程,所以,气象又称为“气候”。中国古代医家在儒道文化的影响下,在“道法自然”、“天人合一”、“与时偕行”的思想指导下,认为天地万物无时不在运动变化之中,人生于天地气变之中,自然界的气候环境无不时刻影响着人体的生命活动。正如《素问・宝命全形论》所说:“天复地载,万物悉备,莫贵于人,人以天地之气生,四时之法成。”认为人体生命随天地间气机的运动变化而形成,随四时气机的运动变化而运行,生命从始到终是以时间为本的活动过程,强调“时间”与“过程”,没有时间也就无所谓生命,只有形体,没有生命体的运动变化也就是生命的终结,所以,中医学研究生命活动也着重于时间方面。中医学中阴阳五行、五运六气、脏腑经络等基本名词和理论都是从时间角度来描述人体及大自然运动变化的状态的。阴阳是气运行的两种状态,阴气与阳气运动的过程又分为五行,五行在天应五运四时、在地应六气五方,在人体应五脏六腑,阴气与阳气的运行变化在人体生命活动过程中分为三阴三阳,中医学应用以上基本理论辨析人体生命过程的不同状态。生命状态用病性、病位来描述,病性由人体气、血、津、精的量(虚、实)与质(寒、热、温、凉、气滞、血瘀、水湿、痰毒阻滞)决定,病位有上下、表里、脏腑、经络等不同表述方法。中医治疗病证的手段是在中医理论指导下调治生命状态的方法,一切蕴涵时间过程的有形或无形的存在都可以作为治疗病证的手段和方法,包括有形的动、植物、矿石等,无形的语言(如布道及心理疏导)、针灸、按摩、引导、气功等,后者没有实体形态而只有无形的调气过程。中医学从时间角度认识生命的生理、病理状态,强调人体生命贵在“动态平衡”,如环无端,所以中医学是一门时间医学,其相应的治疗手段和方法也是用来调节生命的时间状态的。人的生命活动与自然不能分离,中医学理论把人与自然界气机运动变化过程用同一名词和概念来描述,所以辨人体的证离不开分析自然界气的变化(气象),同一疾病,在不同时间、不同地点其证候不同就是因为气象随时问、地点的不同而不同所致,所以气象及气象因素(时间、地点)与中医时间医学关系密切。下面我们从不同层次探讨气象及气象因素与中医时间医学的关系。

1 气象阴阳五行学说与中医时间医学

古人把自然界运动变化的气候分为阴阳两个方面的气化。《内经》分析了昼夜交替、四时变更的阴阳消长过程,认为:一日十二时辰中的子、午、卯、酉四个时辰,一年二十四节气中的二分(春分、秋分)与二至(冬至、夏至)四个节气,是阴阳交替的枢机。子午与二至正是阴阳转折时期,卯酉与二分则是阴阳平衡之际。中医学认为人体的生理活动是随着阴阳消长过程发生相应的变化。例如皮肤腠理的开合,脉象的变化(春浮、夏洪、秋毛、冬石);十二经脉气血的运行,也随着阴阳消长存在有规律的涨退,经穴也相应地出现定期的开合。在摄生方面,提出了。春夏养阳、“秋冬养阴”之说。人体的病理变化也无不受到阴阳消长的影响。《灵枢・顺气一日分为四时》认为,因昼夜阴阳交替,疾病也有旦慧、昼安、夕加、夜甚的变化。在阴阳变化之际,阳盛的病能冬不能夏,阴盛的病能夏不能冬。年老、体弱、虚衰者,每当二分、二至之时。即不能适应而发病或加重病情,甚或导致死亡。在治疗上强调“必先发气,毋伐天和”,即是要注意阴阳气化、四时节气的特点,用药要遵循“四时药法”。所以,从阴阳气化理论来阐述人体的生理病理活动,并据此指导治疗、预防,这是祖国医学整体论的核心内容。

2 气象五运六气与中医时间医学

五运六气理论是中医运气学说的核心,它是古代医家结合医学探讨气象运动规律的一门科学,是在当时历法、天文、气候物候等科学的基础上发展起来的,以阴阳五行学说为支架,用以说明气候运动的一个基本规律一动态平衡。五运是探讨不同年度不同的气象特征及不同季节气象变化规律的,六气是从我国的气候区划、气候特征来研究气旋活动的规律问题。古人的气候区划,还是从五方的观念来的,所以才有东方生风、南方生热、中央生湿、西方生燥、北方生寒之说,把风与热、湿、燥、寒相提并论,便知其所说的风不是风向的风,而是代表

气候温和之意。故《素问・五运行大论》在发挥“东方生风”的具体内容时便说:“在天为风,在地为木,在气为柔,其性为喧,其德为和,其用为动,其色为苍,其化为荣,其政为散,其令宣发。”总的来说,无非是一种春风温和的气象,因此可以说“东方生风”,就是东方生温,这样,东方温,南方热,中央湿,西方燥,北方寒,是对气候的5种划分。由于东、南、西、北、中不同区划有不同的气候特征,所以各区的温度、湿度、气压不同。五行之火分为君、相之火,六气之热相当于君火,六气之火相当于相火,君火属阴,相火属阳,在六气则为热属阴,火属阳。风、热、湿、火、燥、寒六气之化,复用三阴三阳以识别,风化为厥阴,热化为少阴,湿化为太阴,火化为少阳,燥化为阳明,寒化为太阳。以六气之化为本,三阴三阳之辨为标。这六种具有不同特征的气候,时至而气至,便为宇宙间的六元正气,如果化非其时,便为邪气,也就是气候学所谓的灾害性天气。《素问・五运行大论》所谓:“非其时则邪,当其位则正”,就是这个道理。中医学即运用阴阳五行及五运六气理论及其术语来辨析和描述自然界的气象特点与人体的气机状态(气、血、津、精的虚实及运行状况),从时间与空间的气候变化角度。探讨人体生理、病理活动及治疗问题的。

四时、六气、二十四节气乃一年中气候变迁的“常律”。但是,人们发现各年气候并非简单的重复,四时、二十四节气虽有固定的日期,但四时气候是常中有变、变中有常。时令气候有太过不及之变,即使同一节气,各年之间气温有高低,雨水量有多少。从整个年运来说,各年也不尽相同。由于“岁化”的影响,各年的作物成熟有早迟、多少,色、味有厚薄之分。运气学说把十天干配阴阳五行,根据天干的不同推算不同年度的中运(大运)。分为木、火、土、金、水五种类型,根据天干的阴阳属性,中运有太过与不及之分。一年之中,分为五季,以五行属性来表达不同季节的气候特点,有常(主运,每年各季特点不点,从大寒日起,等分为五季,分别配以木、火、土、金、水),有变(客运,即以中运为初运,分五季(五步)运行,依相生的关系类推其他四季的气候特点)。六气指风、寒、暑、湿、燥、火六种气候类型,分属一年

六个阶段(每气60日有余)。

3 气象天人相应与中医时间医学

古人通过对自然界气象的长期观察,得出天地气温(阳气、阴气)差异的规律,这种规律蕴于太极图中(见图1)。

太极图中外圆代表天阳(气)――春、夏、秋、冬四季的变轨迹;内里的“S”形曲线则为天阳作用于地,天地相交之后地阳(气)的变化轨迹。中也描述了这种地之阳(气)的变化规律。说:“冬至四十五日,阳气微上,阴气微下。”冬至一阳生,指冬至开始白日渐长,指天阳,冬至后四十五日,阳气微上指我们感觉的大地气温变化,尽管冬至以后天阳渐旺,但大地上的气温仍在下降,直到立春气温最低,阴气最盛之后阳气才微上。夏至日最长,夏至后日渐短,但我们感觉到的气温(地阳)仍在继续上升,立秋时阳气达到最盛,阴气才开始微上(见图2)。现代气象学资料(根据北京市气象局提供的资料)也表明,气温最低的时间不在冬至(12月21/22日),而在立春前后(1-2月份),气温最高的时间不在夏至(6月21/22日),而在立秋前后(7―8月份)。现代光学理表明:在太阳热辐射的条件下,一份阳光产生一份热,一份阳暗对应一份寒。一年之中,冬至日最短,阳光最少,阴寒最极,故气温最低;同样。夏至日最长,阳光最盛,应最热,但这指的是天之阳气,我们能够感受到的是地之阳气,因为大地有吸热和散热的过程,冬至之前,白日渐短,大地积寒,至冬至白昼最短,冬至一阳生,日渐长,但大地仍处于积寒过程,到之后约45天(间隔3个节气)左右才积寒至极。我们感受到的气温(地之阳气的表现)最低;夏至之前,白日渐长,大地积热,至夏至白昼最长,夏至一阴生,日渐知,但大地仍处于积热过程。到之后约45天左右才积热至极,我们感受到的气温最高。北京市气象局提供的资料也表明,地温最高月份在7―8月份,地温最低月份在1―2月份,与我们感受到的气温一致。我们把人感受到的地面温度变化一地阻变化曲线和所观察到的白昼的长短及日光照射量多少的天阳变化曲线描绘如图2。

一年之中天阳与地阳的变化存在45天的差异,一天当中也存在类似的变化差异。

一天之中,天阳变化和人体感受到的地阳变化有一个半时辰的差异,人身之阳主要随所感受到的阳气的变化而变化,故寅到辰时,地中阳气初生,此时,人体少阳之气最旺;巳到未时,天阳最旺而地中阳气急剧上升,但尚未达到极点,在人合太阳之气,太阳之气随天阳而旺于此时;申到戌时,天之阻气衰减而地中阳气到最极点,在人则应于阳明,故阳明之气随地中附气的旺盛而旺盛于此时;亥到丑时,阳气敛藏,天之阳气衰减到最低,而地之阳气尚未降到最低,在人应于太朗;子到寅时,地之阳气衰减到极点,在人应于少阴;丑到卯时。两阴交尽,地之阳气开始回升,在人体应于产厥阴。

资料显示,人体所能感受到的地之阳气的变化曲线与现代气象学气温检测结果一致,也就是说,一天之中,气温最低的时问不在夜里12时左右(属太阴所主时间段),而在日出前后,在夏季为5时左右,春、秋为6时左右,冬季为7时左右(属厥阴所主时间段),一天之中,气温最高的时间不在中午12时左右(属太阳所主时间段),而在下午15-16时(属阳明所主时间段)。

所以,不论是在一年中,还是在一天中,均存在与人体相应的节律变化,即少阳一太阳一阳明一厥阴一太阴一太阴六经(三阴三阳)经气旺盛的时间随人体阴阳节律变化而变化。一年或一天的气象变化与人体气机变化相应。由于不同的地理位置其气象情况不同,故时间与人体的节律变化同样有其相对应的方位。现将人体与时间、空间的对应关系总结如表1。

这种天人相应规律反映在临床病证中,应用于临床因、机、症、治、防诸过程中。《伤寒论》六经病欲解时、欲剧时的时间节律思想即渊于此。

4 气象因素与中医辨证

气象学气候学论文范文第14篇

关键词:农林气象学;实践教学;课堂教学;教学方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)50-0079-02

农林气象学是高等农、林院校植物生产类专业的专业基础课。目的是介绍对农、林作物生长发育和农林生产活动有影响的大气科学知识。其学习内容具有较强的实践性和拓展性,仅凭传统的课堂讲授完成教学存在一定的难度。目前,在教学方法上,国内外同行做了不少的研究工作[1,2,3]:有课程教学内容的改革、教学方法的探讨及多媒体教学的研究等,但基本上都是就教学而讨论教学,真正把教学和科研实践结合起来的还鲜有报导。农林气象学是一门实践性很强的学科,由于缺乏实践,学生学习的主动性不高,不清楚农、林气象学的具体作用和功能。因此,如何根据农林气象学课程自身的特点及专业学生的培养目标,有针对性地进行教学改革,使学生能快速、准确掌握知识并应用于生产实践中是一个值得思考的问题。我校在《农林气象学》教学中积极推进课程教学与实践相结合的方法,培养了学生的创新意识,对提高学生的创新能力起到了积极的推动作用。

一、教学内容的改革

(一)实践教学内容的改革

1.减少验证性实验内容、增加设计性实验教学。我校农林气象学实践教学内容包括实验课和野外小气候实习两部分。在实验课方面,减少了验证性实验教学的内容。本门课程共开设了8个实验,包括太阳辐射的观测、日照和照度的观测、温度观测、湿度观测、降水和蒸发的观测、气压的观测、风的观测、及资料统计与整理等,基本上都是验证性实验。为给学生增加自己动手设计及探索的机会,我们减少了验证性实验的内容,将蒸发和降水的观测与风的观测合并为一个实验,取消了气压的观测。资料统计与整理的内容,针对学科及专业特点做了修正。如农学专业,在气候图表的内容中讲述直方图和曲线图,去掉风向频率图;环科专业,讲述风向频率图,删去积温计算。

《农林气象学》的设计性实验主要是让学生针对农林生产中的实际问题,按照任务的具体要求及目的自行设计实验方案,并付诸实施。主要包括两个方面:一是农林气象调查。给学生布置一项任务(告知其目的),让他们自行设计调查方案,然后根据方案去调查,再将自己的调查资料进行整理、统计、分析,最后撰写调查报告。通过这一环节的学习,学生解决实际向题的能力得到了明显的提升。二是农林气象试验设计。为了培养学生的科研意识,我们开设了部分设计性实验,比如农田小气候的观测方案设计、林地小气候的观测方案设计等,根据这些方案,结合教师的科研任务,学生可以在田间、地头通过亲自动手去做,来实施自己的方案,并在实践中检验方案的合理性,便于他们发现问题并解决问题。通过这个过程的学习,学生们认识到了课堂内容的局限性,也意识到实践的重要性。既丰富了知识,又开拓了视野,为他们将来走上工作岗位上了重要的一课。

2.野外小气候实习教学。2008年以来,我们把小气候观测实习融入到生物学大实习中,地点也由原来的在校实习改为到秦岭火地塘林场教学基地实习。学生在实习中,参观了林场的林间小气候观测梯度塔,在不同下垫面上方开展了小气候观测(林缘小气候观测、高山草甸小气候观测),并亲身感受了山地气候及不同气候带的气候特征(杨凌属北暖温带气候带、秦岭南坡属北亚热带气候带)。通过此实习,加深了学生对理论知识的理解,丰富了学生的实践经验,收到了良好的教学效果。

(二)理论教学内容的改革

教学内容是课堂教学的最重要环节,准确定位教学内容对实施创新教育尤为重要。在教学内容的选择上,要正确处理传统内容与现代内容、基础与应用、继承与创新的关系,同时要精选经典,充实最新成果[2]。要求教师对专业知识能做到整体把握和学术前沿跟踪研究,注意将体现该学科发展特征的及多学科交叉的知识反映到教学内容中,使其优化结构、整合内容、提高起点、注意前沿,把科学的思维方法和严谨求实的学风传给学生。

为了增加学生的科学研究兴趣,在授课时我们尝试将部分研究课题引入课堂教学,比如冷型小麦农田小气候的研究、逆向衰老小麦农田小气候的研究、全球变暖对作物生长的影响等。因材施教,把部分有条件的大学生组织到教学――科研平台上来。在讲授完有关内容后,带领学生到试验地参观、调查。比如在讲解完农田小气候一节内容后,我们带领学生到试验地去参观,同时对不同品种小麦的试验小区进行调查,调查项目有亩总茎数、绿叶数、地面温度、光照度等。通过实地调查,学生会逐渐明了什么叫农田小气候,为什么有的小区绿叶数多,有的小区则少,除过品种本身的因素外与农田小气候的差异直接相关。在田间地头讲解农田小气候,把理论教学和科研实践紧密结合了起来。通过田间、林地的现场教学,提高了学生的学习兴趣,开拓了学生的视野,并加深了学生对理论知识的理解,同时还能激发起学生对农林气象、小气候及气候变迁对农林生产的影响及相关问题的思考和探索。

二、教学方法的改革

课堂教学改革一定要坚持不懈地以启发式教学为主导,坚决把课堂教学过程改造成激发学生求知欲望,引导学生科学探索,陶冶情操、塑造品格,培养兴趣的过程[4]。要构建一种以完全发自内心需求、自主学习、自我实现为诱因支持的新的学习过程。为此,我们进行了大量探索的与研究,取得了良好的教学效果。

(一)增强教师的吸引力,激发学生学习兴趣

课堂教学应注重学生的非智力因素的开发与研究。授课中,教师应从各方面增强自身的吸引力,以提高学生的学习热情。

首先从着装、言谈举止上体现当代教师应有的精神风貌、避免邋遢、太过随意、萎靡不振的现象出现,给学生一个视觉上的享受,带来愉悦的学习心境。

其次,课堂上列举事例,激发学生学习的兴趣。比如,在讲到风的形成一节内容时,列举诸葛亮“借东风”、“草船借箭”的故事形象地说明风在实际生活中所起的作用。同时,也列举恶劣天气造成严重损失的事例和由于预报及时、准确,从而减轻灾情或避免灾情发生的事例。如1983年汉江上游发生特大洪水,地处汉江中游沿岸的安康县城将遭灭顶之灾。但由于气象部门及时天气预报,水文部门也提供可靠的洪水预报,当地政府及时组织群众安全撤离,使近十万人幸免于难。通过许多具体事例讲述,加深了学生对学习本课程重要意义的认识,故而学习兴趣倍增。

(二)采用微课教学,突出重、难点

在教学活动中,我们采用微课的方式积极地创设能够为教学直接服务的教学问题情境。教师在教学过程中,可采用启发式等微课提出一些与讲授内容相关的或培养学生某种能力有关的问题与实例,并使得这些问题与实例一方面能够在教学过程中令学生一时无法解答,另一方面又可以起到激发学生的好奇心与求知欲,提起他们的学习注意力的效果。如大气环流一节是一个难点,在讲解这节内容时,先提出问题:地球上的气压带和风带是如何形成的?学生对这个问题感到既熟悉又陌生,熟悉的是中学地理课中已了解到地球上有赤道低压、副热带高压、副极地低压和极地高压四个气压带及信风带、西风带和极地东风带三个风带,但这些气压带和风带是如何形成的却并不了解,从而学习兴趣倍增,课堂秩序极好,大大地提高了教学效果。

(三)理论联系实际,突破疑难点

地面净辐射(以R表示)反映了太阳、地面和大气之间各种辐射因子的综合状况,是一个难点。地面净辐射(R=B+P+LE)在农田中的分配不同,就会带来不同的小气候效应,适当地改变下垫面性质,就可改变地面净辐射在农田中的分配,从而为作物的生长营造良好的小气候环境,减小甚至避免不良天气对作物生长的不良影响。比如在小麦收获前期,如遇到干旱少雨的天气,田间过高的温度、过低的湿度常会加速小麦植株的早衰,对小麦产量的形成非常不利。此时,可通过灌溉的方法增加农田的潜热通量项,因而减小了乱流热通量,使田间气温降低、湿度增加,延缓了植株的早衰。紧密联系生产实际后,既可克服学生学习疑难理论的困难,又使学生明白了只要充分开发和利用气候资源,农业经济效益的提高将指日可待。

教学过程是在实践中不断探索和完善的过程,只要我们善于思考,勤于总结,不断地学习,结合本门学科的特点和学生的具体情况,在传统教学的基础上敢于创新,教学效果将会得到显著的改善。

参考文献:

[1]吴东醒,付志文,冯颖竹.农业气象学课程开展混合式教学的实践与探索[J].农业网络信,2008,(8):117-120.

[2]郁家成.《农业气象学》多媒体教学的分析与探索[J].安徽农学通报,2009,15(10):225-226.

气象学气候学论文范文第15篇

关键词:气候文化 经济发展 政治变迁 习俗文化

气候在地球历史的长河中不断发生变迁,对于生物的演变和人类文化的发展产生重大影响。我国的气象文化源远流长,早在刀耕火种的上古,人类就与气象接下了不解之缘:新石器时代的古人利用气象知识制陶,创造了仰韶文明;上古先贤利用夯土柱观测日光规律以识别农时节气并建造了世界上最早的观象台;春秋时期设立了掌管气候和农桑的太常,周时编黄历,定节气;劳动人民根据经验创作了颇有特色的气象谚语和歌谣;近代则建立物候所、测候所对大气运动的现象进行观测,指导工农业生产。在所有地理环境因素中,气候是一个较为活跃的因素。特别是在人类早期生产力水平较低的时候,人类活动更容易受到气候及其变化的影响。气候虽然不能完全决定社会的发展与变化,但它对文化的形成和发展有着极为深刻的影响。

一.气候变化与经济发展

经济是一切文明的基础,影响到人类生活的方方面面。气温、降水和季风是气候的三大要素。研究表明,温暖期常常是降水较多的时期,而寒冷期则降水相对较少。中国的历史气候变迁明显表现出暖湿与干冷交替出现的波动式变化,对中华文明的发展产生了深远的影响。在农耕社会初期,例如在新石器时代,人类影响气候环境的能力很小,随着进入青铜器时代和铁器时代,耕地面积逐渐扩大,人类活动影响气候环境的能力有所增强,但是从总体上看,在整个农耕社会,基本上是“靠天吃饭”,而气候环境的变化对人类活动的影响却是很大的,甚至具有决定性的影响。

中国民族文化的渊源是多源的,包括黄河流域,长江流域,以及珠江和辽河流域等。黄河流域的华夏文明与长江流域的荆楚文明是中华文明的主要源流。根据《中国文化概论》,在距今七八千年的新石器时代,黄河中下游地区气候温暖、雨量充沛,非常适宜作物生长和人类繁衍,有利于以旱作农业为主的人类文明的发展。再加上竹林茂密、水网纵横,草原覆盖,森林茂盛,良好的生态环境使得黄河灾害较少,于是中华文明的仰韶文化便诞生于此。此外,黄河流域细腻疏松的黄土层较适宜远古木石铜器农具的运用以及栗、稷等旱作物的生长,所以农业生产首先在黄河中下游达到较高水平;而长江流域的红土层粘性太强,又多为水田,不易耕作,也不适于木石铜器农具的运用;酷热潮湿的气候导致瘟疫横行,容易引发海侵或江河湖泊水位大幅度上涨,于是长江流域沦为不适于人类生存的蛮荒地带。因此,虽然我国的古代文明是多源的,但从新石器时代一直到西汉末年,我国的主要政治经济文化中心在黄河流域,尤其是西汉,凭借有利的气候条件,仅用六七十年的时间,便完成了战后休养生息的经济恢复过程,迅速发展成经济强大、实力雄厚的中国历史上第一个享誉世界的封建王朝,其中心,正是在黄河流域。

西汉之后,气候变迁,长达600年的东汉魏晋南北朝时期是我国第二个寒冷期。寒冷干旱的气候使北方草木肃杀,灾害增加,不利于黄河流域的农业生产。“中原优秀的农耕男女大批南迁”,从而使长江流域得以开发,推动了江南经济的发展。唐朝和北宋前期的温暖气候使得黄河流域的农业文明再度兴盛,农作物品种多样化,生长期也得到不同程度的增长和提高,一些亚热带植物也普遍起来,带来了国家强盛的经济力量和发达的物质文明。同时,这一时期的兴盛深得南方经济的支持,《新唐书》指出:“唐都长安,而关中号称沃野,然其土地狭,所出不足以给京师、备水旱,故常转漕东南之粟”,“江、淮田一善熟,则旁资数道,故天下大计,仰于东南”,都充分说明彼时长江流域的兴旺发展。

两宋以来,中国经历了几次冷暖交替,但总体来说以寒冷期为主。直接受寒冷气候影响的,正是处于中高纬度的黄河流域。史载“河患萌于周季,侵淫于汉,横溃于宋”,黄河流域的农业生态环境遭到破坏,水土流失、黄河肆虐,人民流离失所,生产受到极大损失;而低纬度的长江中下游地区,不但受干冷气候影响的幅度较小,也有利于南方水域面积的减少和沼泽地区土壤的熟化,有利于该地区的农业生产,到南宋时发展成为中国的经济中心。人口数量和密度、经济发展水平、重要的工商业城市等,都以南方占绝对优势。而明清时期,随着黄河流域及以北地区的生态环境进一步恶化,沙漠化进一步向南推进。长江以北大部分地区禾草俱枯,川涸井竭,而南方的经济则进一步发展,还出现了资本主义生产方式的萌芽,于是中国古代经济重心由北而南的转移,不可逆转。

二.气候变化与政治变迁

气候环境和人类活动是相互影响的,纵观人类文明的历史长河,文化的形成、发展和转变往往与一些气候事件不谋而合。在经历变化幅度大、持续时间长、影响范围广的气候事件的同时,人类社会也经历了一系列对人类发展进程产生重大影响的演化阶段。气候变迁尤其是气候变冷,导致中国古代北方游牧民族的几次大规模南下,直接影响了中国古代政局的演变。中国历史上的暖时期,大部分是国家统一的强盛时期;相反,干冷期则大多是国家分裂、政治多元时期。中国古代的寒冷期出现在殷末周初(公元前1000年)、六朝时期(公元400年)、南宋(公元1200年)以及明末清初(公元1700年);汉唐两代则是比较温暖的时代。

周灭商,是落后的游牧民族对于先进的商文明的征服。周民族在商末的寒冷期向南扩张,代商而起。周王室虽然天下共主,但采取分封诸侯的统治,全国政权趋于多元化。这一时期,由于气候寒冷,北方游牧民族活动频繁,南迁至关中甚至渭水流域,直接威胁都城镐京的安全,终究也为少数民族所灭。蒙文通在《古族甄微》中谈到了由于气候原因当时向东南方的移民:“系周末造,一夷夏迁徙之会也。而迁徙之故,殆原于旱灾,实以于时气候之突变”,而“江域雨泽独丰”,“宣幽继世南向移民”。同样,气候干冷的魏晋南北朝时期,北方草原地区因寒冷而致生态恶化,水草减少乃至枯竭,不能维持正常的生活。为了缓解生存压力,游牧民族纷纷向气候相对暖湿的南方农业区进犯,致使黄河流域出现“五胡乱中原”的政治分裂局面。

而西汉和唐朝前期的两大盛世中,暖湿气候则起了极大的作用。因为暖湿对农业生产十分有利,在以黄河流域为中心的中原地区,农业经济发展良好,在几十年间,即由战争之后的残破局面发展为经济上强盛的王朝,西汉和唐朝前期都是如此。而这一气候也对同期的北方以游牧为主要生产和生活方式的少数民族有利,他们“逐水草迁徙”,暖湿使其传统生活区域内的水草肥美丰足,保证了他们车马为家,转徙随时,在自己的生活地域内过着自给自足的生活。虽然他们也不免与南方的农业经济区发生摩擦,但因各自能够自给自足,双方还不至于产生争夺生存空间的大规模斗争。在这种主客观条件的汇合作用下,西汉和唐朝前期经济繁荣,政治稳定,国势强盛。

三.气候变化与习俗文化

人类的文化习俗与其所处的自然环境息息相关,我国独特的自然地理环境塑造了颇具民族性和地域性的文化习俗,其中,气候条件就是重要的因素之一。我国气候类型多样,大陆气候强,气温年差大,从南至北既有热带,又有寒温带;而东部地区又受季风气候影响明显,四季分明。多样化的气候特征对于我国的饮食、服饰及建筑等习俗文化的影响巨大。

节气是华夏祖先历经千百年的实践创造出的宝贵科学遗产。早在春秋战国时期,中国就已经利用平面上竖起的杆子,也就是土圭,来测量正午太阳影子的长短,以确定冬至、夏至、春分、秋分四个节气。随着不断地观察、分析和总结,节气的划分逐渐丰富和科学,到距今秦汉时期,已经形成了完整的二十四节气的概念。二十四节气是根据太阳、地球和月亮的运动变化所制定的一种计时方法,根据太阳在黄道上的位置来划分的。我国古人把地球围绕太阳旋转的轨道叫黄道,把地球绕太阳运转一周设为360度,太阳从春分点(太阳垂直照射赤道处)出发,每隔15度就是一个节气,即立春、雨水、惊蛰,冬至、小寒、大寒二十四节气。从二十四节气的命名可以看出,节气的划分充分考虑了季节、气候、物候等自然现象的变化,不仅指导了我国古代农事,更深深融入我国民族风俗习惯和文化之中,有的节气还成了民间重要节日。

四.结语

气候变化的影响将是全方位的、多尺度的和多层次的,我国的气象文化是一种以气象科技为前提的亘古未绝的文化传统和传统文化,也是“当代性”在不断发展的现代文化。气候文化建立在人类与气候长期形成的相互关系中,在不同历史阶段和文化类型的人类社会中广泛存在,不仅是人类认识、理解和维护气候环境的重要基础,也是应对与治理气候变化的核心。气候文化蕴含着多元的价值观、丰富的知识体系、友好的行为方式以及完善的制度和规范,这些可以帮助人类更好地治理气候环境、应对气候变化及其灾害。因此,气候文化可以作为一种文化形态进行传承和发展,更可以作为一种方法运用到治理气候环境、应对气候变化的过程中去,进而建立人与气候之间的和谐关系,实现现代意义上的“天人合一”。

参考文献

[1]张家诚.中国气候总论[M].北京:气象出版社,1991.

[2]徐国昌.气候变化对良渚文化发展和消失的影响[J].干旱气象,2008(1):13-16.

[3]尹仑.生态人类学视野下气候文化的理论研究与前景[J].云南社会科学,2015(2):91-96.

[4]王嘉川.气候变迁与中华文明[J].学术研究.2007(12):101-105.

[5]曾维和,周小俊.气象灾害的人类学研究途径――兼论应对气候变化视角下生态文明建设的文化内涵[J].阅江学刊,2014(1):33-38.