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气象学气候学论文精品(七篇)

时间:2023-03-21 17:09:10

气象学气候学论文

气象学气候学论文篇(1)

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.

气象学气候学论文篇(2)

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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[6]郭送军《空气污染气象学》课程教学优化初探[J],广西大学学报(哲学社会科学版),2011,33(增刊):230-231.

[7]王景琦.谈多媒体技术在气象教学改革中的应用[J].经济研究导刊.2010,8(13):246-247.

[8]王凤文,杨书运.几种教学方法在《农业气象学》课程教学中的应用[J].安徽农学通报.2011,17(07):200,210.

气象学气候学论文篇(3)

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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气象学气候学论文篇(4)

【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。

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气象学气候学论文篇(5)

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.

气象学气候学论文篇(6)

受制于当前的教学实际和考试现状,地理学校的弱势地位日渐明显,课程安排一减再减,学生学习的积极性日趋淡化,如何在有限的时间里达到教学效果的最大化,是当前形势下每一位地理教师必须面对与思考的问题。要想提高地理学科的教学效率和学生学习的积极性就必须采取多样化的、灵活的教学方法,多样化、趣味化的教学方法可以有效地提升学生的学习兴趣,提高学生学习的主动性与积极性,终而达到高效提高学生学习成绩的目的。笔者结合多年的教学经验,经过多年实践完善,摸索出一些教学方法,现加以简单赘述。

一、案例自主分析教学法

在学习高一地理(鲁教版)必修一中的“世界气候类型”这个知识点的时候,如果只是以单一传统的教学方式来上这堂课,先是照着书念“气候带、气候类型、分布规律、典型地区、气候成因、气候特点”这些知识点,然后让学生回去背书,那么这堂课的教学效率就可想而知了。但是若用案例教学法来引导学生,那学生的学习负担就会减轻,学生即可在快乐甚至享受中学习和收获。以教授“世界气候类型”这个知识点为例子,教师可以事先精心筛选准备一些有气候特色的地区风景、地貌的图片,在学习不同的气候时适时建议展示,比如在学习热带雨林气候时就可以准备亚马逊河流域的相关的图片,最好是不同季节的,那就更能全面的表现出热带气候的特点。再比如在学习苔原气候的时候就可以准备北半球极地附近的风景、地貌图片,图片上的景物应该能很好地反映出苔原气候“纬度高,太阳辐射弱,受极地气团和冰洋气团控制、全年严寒”的特点,让学生将气候特点和实际的图像联系起来,冷冰冰的文字、枯燥的语言描述被丰富多彩、五颜六色的图片取代,变传授式教学为发现式教学,变死记硬背为思考归纳,学生在享受案例的同时,知识结构已经形成。

二、图示法、列表比较法

从高中地理学科的教材(鲁教版)中可以看出,地理是一门以图为基础的学科,各种各样的图画使得学习地理知识变得更加形象,不像其他学科那样只是抽象的文字表达,需要学生发挥想象力在脑海里建立起图画,在地理课堂上,老师可以用彩色的挂图和灵活多样的自制简图,激发起学生的学习兴趣,把学生被动式的学习状态变成主动的学习状态,突出学生对图形思维能力的锻炼,将一幅幅的图画刻在学生的深刻记忆中。教师教课使用的图画一般来说有两种,一种是彩色挂图,这种彩色挂图能让学生感兴趣、能马上集中学生的注意力,如在讲“太阳系和太阳系活动的有关现象”的时候,只要老师将彩色挂图一挂出来,学生的注意力马上就被图画吸引住了,学生对在枯燥的课堂上很少出现的彩色图画有一种好奇心,学生带着这种心态去探究图画中所包含的知识点,就能更快、更准确的记住所讲的知识点;二是简图,一般的简图就是由一些单一的线条组成,但是它却能比较直观的反映抽象的地理知识。

除了图片教学以外,还有就是用列表比较法,地理学中有许多同类知识,它们或多或少的存在着相似的地方,学生在学习时往往相互混淆,而在考试的时候这种容易混淆的知识点成了出题人的宠儿,所以学生在答题的时候对相似的知识点无法正确的判断,进而答题错误,所以教师在讲解这类知识点的时候,一般都是放在一起比较着讲,用列表法,将这些知识点进行比较,找出相似知识点之间的相同点和不同点,让学生能够理解这些知识点并且掌握这些知识,同时还能避免在知识迁移时的失误,比如在学习“岩石圈的结构与物质循环”这个知识点的时候,涉及到三大类岩石的学习,老师就可以以分类、形成过程、特点、举例为基本的项,来绘制表格,如下图:

三、实践、自学、讨论法

气象学气候学论文篇(7)

一、 全球视野下的生态环境研究进程

若干年来,伴随着工业化与经济增长,社会物质财富极大丰富、人们的消费需求亦得到很大满足,但同时也引起了一系列严重后果,如森林植被锐减、不少物种灭绝、淡水资源短缺、绿野变为沙漠、环境趋于恶化。这不是危言耸听而是社会现实,不是局部事件而是全球共同面临的问题,只是存在区域差异而已。保护人类赖以生存的环境、维持生态平衡成为人类力图与环境合谐相处、促进社会经济可持续发展的唯一抉择,也应该成为全人类的共同理念与责任。20世纪后期与本世纪初,环境问题曰益受到人们关注、生态环境史研究方兴未艾。这一局面的出现有着深刻的现实与历史背景。

保护环境、维持生态平衡是可持续发展的基本前提。这一理念的形成经过了数十年时间,其中既有民间的推动,也有政府的参与。1962年,美国海洋生物学家卡逊出版《寂静的春天》,该书通过对污染物迁移、变化特别是滥用杀虫剂后果的描写,向人们阐述了海洋、天空、河流、土壤、动物、植物和人类之间的密切关系。该书指出,“地球上生命的历史一直是生物及其周围环境相互作用的历史”,污染这一罪恶的链环在不断地传递转移,环境污染及其恶果实际是人类自己创造的恶魔。该书唤起了人们对环境问题的逐渐重视,以致有人认为其出版标志着“生态学时代”的开始。①1972年,罗马俱乐部公布《增长的极限》研究报告,该报告由麻省理工学院教授丹尼斯·梅多斯领导的研究小组完成,分析世界人口、工业发展、污染、粮食生产和资源消耗五种因素之间的互动关系,认为以当时的人口与工业增长发展下去,世界将面临“崩溃”,解决问题的方法是限制增长即“零增长”。虽然该报告对未来的估算及解决问题的途径消极悲观,但所提出的经济增长带来环境污染却引起了人们的思考与讨论,从而加强了对生态环境的重视。②1981年美国世界观察研究所所长布朗(brown)出版《建立一个持续发展的社会》,提出必须从速建立一个“可持续发展的社会”(sustainable society)。1987年,第42届联合国大会通过《我们共同的未来》(our common future)报告,提出“可持续发展”的概念,并给出了如下定义,“人类有能力使发展持续下去,也能保证使之满足当前的需要,而不危及下一代满足其需要的能力”。该报告强调,一个经济发展的新时代“必须立足于使环境资源库得以持续和发展的政策”。③这

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①(美)卡逊(rachel carson)著,吕瑞兰译:《寂静的春天》,科学出版社1979年,第6—7页及《译者的话》。并参考弗兰克·格雷厄姆(jr. frank graham)著,罗进德、薛励廉译:《〈寂静春天〉续篇》,科学技术文献出版社,1988年。

②(美)d 梅多斯(dennis l meadows)等著,于树生等译:《增长的极限》,商务印书馆1984年。另一翻译本为李宝恒译:《增长的极限——罗马俱乐部关于人类困境的研究报告》,四川人民出版社1983年。与此悲观论相对应的则是乐观论,如西蒙:《没有极限的增长》(julian l simon著,黄江南、朱嘉明译),四川人民出版社1985年。

③世界环境与发展委员会起草,国家环保局外事办公室译:《我们共同的未来》,世界知识出版社1989年,第12页,第23—24页。张志强等:《可持续发展研究:进展与趋向》,《地球科学进展》]999年第6期。

一精神为此后的联合国大会所遵循(参下文),可持续发展也逐渐成为媒体频繁使用、如今中国大众亦接受的词汇之一。

保护环境、加强生态环境研究也是各国政府的责任与义务。1972年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开人类环境会议,通过《联合国人类环境会议宣言》文件。受秘书长委托,由巴巴拉·沃德和雷内·杜博斯执笔,在58个国家152位成员组成的通讯顾问委员会协助下提交了《只有一个地球》报告,从社会、经济和政治方面探讨全球环境的前途问题,唤起各国政府对环境特别是环境污染的注意。①1980年3月5曰,联合国向全世界发出呼吁,“必须研究自然的、社会的、生态的、经济的以及利用自然资源过程中的基本关系,确保全球持续发展”。②91983年第38届联大通过决议,成立联合国“世界环境与发展委员会”(word commission on environment and development简称 wced),次年挪威首相布伦特兰夫人(gro harlem brundtland)出任该委员会主席,并以“持续发展”为纲领,制定“全球的变革日程”。1987年,第42届联大通过环境与发展委员会提交的《我们共同的未来》报告,“提出到2000年乃至以后实现持续发展的长期环境对策”。③1992年6月,联合国在巴西里约热内卢召开环境和发展大会,把环境问题与经济、社会发展结合起来,树立环境与发展相互协调的观点与解决途径,倡导“可持续发展战略”。会议通过了《里约环境与发展宣言》,

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①巴巴拉·沃德(babara ward)和雷内·杜博斯(rene dubos)主编,国外公害资料编译组译:《只有一个地球:对一个小小行星的关怀和维护》,石油化学工业出版社1976年。

②张坤民:《可持续发展论》,中国环境科学出版社1997年,第14—15页。

③世界环境与发展委员会编,国家环保局外事办公室译:《我们共同的未来·前言》。

《21世纪议程》两个纲领文件,签署了联合国《气候变化框架公约》、《生物多样性公约》等国际协议。中国政府签署了协议,并在会后提出了环境与发展10大对策,作为实现环境与经济协调发展的行动纲领。1994年3月25日,国务院第16次常务会议通过《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》。国家环保局为了贯彻可持续发展战略,指导环保工作,特制定了《中国环境保护21世纪议程》。①环境与发展成为各国政府对世界、对人类负责的最高级别的政治承诺。

生态环境(史)研究受到全球变化研究的直接推动。随着全球化趋势的加强,世界各国、不同地区均不同程度地被卷入其中:地球作为人类的共同家园,任何国家与地区均成为全球变化的一员。全球变化研究是上世纪80年代兴起的跨学科、综合性、规模宏大的国际合作研究活动,涉及自然与社会科学的多个领域,该研究主要有:世界气候研究计划(wcrp)、国际地圈生物圈计划(igbp)和全球变化中的人类因素计划(hdp或hdgecp)。世界气候研究计划1980年开始实施,由世界气象组织(wmo)和国际科学联合会理事会(icsu)共同组织,主要研究气候系统中物理方面的问题,并探讨人类活动对气候的影响。国际地圈生物圈计划1991年正式实施,由国际科学联合会理事会组织研究,主要分析控制地球系统及其演化的物理、化学与生物过程,以及人类活动在其中所起的作用。全球变化的人类因素计划由国际高级研究机构联合会(ifias)、国际社会科学联合会(issc)、联合国教科文组织(unesco)等共同制

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①国家环境保护局:《中国环境保护21世纪议程·前言》,中国环境科学出版社1995年。

定、组织,是在社会科学界模仿自然科学界的大规模集体合作精神,更好地了解导致全球环境变化的人类原因。1990年国际社会科学联合会第18界大会通过了《全球环境变化中的人类因素计划研究纲要》,指出该研究必须同时考虑人类活动对全球环境变化的作用及全球环境变化对人类的影响这两方面内容。①可以看出,上述这些研究计划各有侧重点,但在关注生态环境变迁及其与人类活动之间的关系方面却具有一致性。中国科学家积极介入全球变化研究计划, 由中国的全球变化国家委员会(cnc-igbp)组织协调。中国科学家正式立项研究全球变化问题始于1985年,并于1995年10在北京承办了国际地圈生物圈计划科学咨询委员会第四次会议。②

生态与生态环境史研究也是中国学术在继承的基础上进行革新、交流、学科整合的产物。应该承认,在中国的历史地理学、气候学等领域,数十年来几代人已进行了一系列的相关研究,这些成果构成了中国生态环境史研究在本士的学术基础。上世纪后期以来,生态环境史在海外特别是美国逐渐兴起(参下文),对大陆的生态环境史研究起到了较大的推动作用。近10余年来,大陆学术界的问题意识、学术视野也逐渐发生转移。在史学界,由帝王将相转向芸芸众生、由自上而下转向自下而上、由事件史考察转向长时段分析、由重视人与人的关

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① 孙成权、张志强:《国际全球变化研究计划综览》,《地球科学进展》1994年第3期。1990年国际科学联合会理事会正式加盟后,(hdp或hdgecp)计划遂更名为全球环境变化的人类影响国际研究计划 (international human dimensions program on global environmental change简称ihdp)。

② 孙成权、陈晔:《中国的全球变化研究项目述评》,《地球科学进展》1995年第1期。孙成权:《国际地圈生物圈计划科学咨询委员会第四次会议简介》,《地球科学进展》1996年第3期。

系到同时注重人与自然之间的关系……。①对生态环境的曰益重视也不局限于史学领域,其他学科也加强了该领域的开拓,出现了所谓的生态文学、生态经济学、生态伦理学等等,而自然科学界对生态环境及其演变史的考察自不待言,并逐渐将研究重心放在人类历史时期之内并重视分析人为因素的作用与影响。在学科门类逐渐细分化的同时,也出现了不同学科的渗透与融合。在此形势下,大陆学术界明显加强了生态与生态环境史研究,从不同学科、不同视角展开广泛探讨,开展国际合作,进行学科整合,试图打破自然科学与人文社会科学的畛域之分、发现人类社会与自然环境之间的互动关系与有机联系,更深刻、全面地揭示人类社会及其生存环境的演变规律,生态环境史已成为学术前沿与新的学术增长点。

近年来大陆学术界所发表的一系列论著中(包括部分译作),有的虽未贯以生态史或环境史之名,但却涉及历史上的生态环境,这里择要勾勒分析如下:②

①法国年鉴学派对中国影响较大,如费尔南·布罗代尔著、唐家龙等译:《菲力普二世时代的地中海与地中海世界》(商务印书馆1998年),第一部分用500余页的篇幅来分析“环境的作用”。

②近年来也有相关的专题综述,如张岂之:《关于生态环境问题的历史思考》,《史学集刊》2001年第3期:张国旺:《近年来中国环境史研究综述》,《中国史研究动态》2003年第3期。但前者主要是从生态哲学的角度进行分析,后者基本上是对部分论著的叙述。这里试从主要观点、问题意识与研究思路出发,对重要的学术积累及研究中存在的问题进行初步勾勒与分析。

一、 关于生态环境史的概念、理论及方法

迄今为止,生态环境史尚未形成统一的概念,各种论著所使用的名称也不一致,如环境史、生态史、历史生态学、生态环境史等等,理论与方法研究相对薄弱。

一些研究者重点考察环境史在国外特别是美国的兴起与学术渊源。例如,包茂宏从全球视野对环境史的兴起、发展、理论、方法及其存在的问题进行系统分析,认为:“环境史的概念仍在发展变化中,其研究范围不断扩大”;“环境史是以建立在环境科学和生态学基础上的当代环境主义为指导,利用跨学科的方法,研究历史上人类及其社会与环境之相互作用的关系”:他认为中国的环境史研究应分三步走,一是有选择地学习和引介国外的理论成果和方法,二是实证研究中国的人与环境关系变迁史,三是从全球视野进行综合分析论证,形成中国的环境史学派。①侯文蕙多年来翻译了一系列相关著作。②另一些研究者则追溯、总结其在中国本土的发展轨迹。例如,王子今以秦汉生态史研究为中心,对20世纪中国生态史研究取得的进步及其意义进行分析;认为生态史学主要包括两个方面的内容,一个是对生态条件本身历史的研究,另一个是生态条件对社会历史之影响的研究,涉及地理环境与人类社会的关系;作者指出,今后要继续深化理论建设和跨学科研究。③

关于环境史的性质,一种认为属于历史学范畴,是历史学的一门新兴学科。梅雪芹提出,“20世纪晚期在西方史学界兴起的环境史,属于历史学科而非其他学科的范畴”;但“作

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①包茂宏:《环境史:历史、理论和方法》,《史学理论研究》2000年第4期。

②如美国著名环境史专家唐纳德·沃斯特(d·worster)的著作:《自然的经济体系:生态思想史》,商务印书馆1999年;《尘暴:1930年代美国南部大草原》,三联书店2003年。等等

③王子今:《中国生态史学的进步及其意义——以秦汉生态史研究为中心的考察》,《历史研究》2003年第1期。

为一门学科,环境史不同于以往历史研究和历史编纂模式的根本之处在于,它是从人与自然互动的角度来看待人类社会发展历程的”;可分别以“人类文明”、“空间地域”、“生态适应”、“环境质量”等关键要素将其与地理学、生态学、环境科学相区别;中国的环境史研究和学科建设,要以辨证唯物和历史唯物主义为根本理论和指导思想,充分借鉴西方环境史的跨学科研究方法,从人与自然互动的角度探讨包括中华文明在内的整个人类文明史,形成马克思主义环境史学研究范式;今后应重点研究历史时期的环境问题与环境保护思想。①另一种认为,环境史是一种新视角,研究内容更加广泛、全面。包茂宏引述唐纳德·沃斯特的话说,环境史并非新的分支学科,而是对历史及其核心问题的广泛的、新的再想像,它比以往的历史具有更宽阔的视野,即把整个社会和全部人类活动放在自然和自然过程中来观察。②还有一种认为,环境史是自然科学与人文社会科学的交叉学科或边缘学科。景爱认为,“环境史研究是历史研究的一部分”,是“自然科学与社会科学之间的边缘学科”;是研究人类与自然的关系史,即人类社会与自然环境相互作用、相互影响的历史过程,主要涉及自然环境的初始状态、人类对自然环境的影响、人类开发利用自然的新途径;运用多学科知识,掌握多种研究手段,进行野外考察是基本研究方法。侯文蕙认为是交叉学科。环境史是20世纪60年代后期到70年代初才兴起的一个“新兴学科”,是一门融生态学、地理学、地质学、气象学、人类学、考古学等自然科学和人文科学于“历史学的交叉学科,带有很强的综合性”;

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①梅雪芹:《马克思主义环境史学论纲》,《史学月刊》2004年第3期。

②包茂宏:《唐纳德·沃斯特和美国的环境史研究》,《史学理论研究》2003年第4期。

环境史的研究对象不仅是人,还包括自然,所重点展现的是人与自然的关系、人与自然的相互影响。①

一些研究者根据自己所长与研究体会提出相应的研究视角。行龙主张从社会史的视野,利用跨学科的方法和布罗代尔的“长时段”理论进行中国的人口、资源、环境史研究。②夏明方主张从人口、资源、环境与灾害等生态系统,从人与自然的关系及其变动过程来分析中国的现代化进程。余新忠主张从疫病社会史或疫病医疗社会史视角,不仅研究疫病史、医疗本身,而且从此入手,研究人类历史上的生存境况与社会变迁的轨迹。③围绕着传统人地关系理论展开的分析亦有不少成果问世。当今国内外大多强调人与自然的对立,但传统中国却存在人与自然合谐的观念。吴承明从历史哲学的角度分析了司马迁的“究天人之际,通古今之变”,指出该学说认为自然界是整体合谐的,人类社会是同一有序的,天人之间可通,消极可以转变为积极,强调“天人合一”的历史观和方法论意义。④李根蟠认为中国古代的“天人关系”论包含了人与自然的关系,其中“三才”(天、地、人)理论比“天人合一”更能揭示这一关系,反映了中国传统的有机统一自然观,主张从“天人关系” 这一视角、从多学

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①景爱:《环境史:定义、内容与方法》;侯文蕙:《(尘暴)及其对环境史研究的贡献》,均载《史学月刊》2004年第3期。

②行龙:《开展中国人口、资源、环境史研究》,《山西大学学报》2001年第6期。

③夏明方:《自然灾害、环境危机与中国现代化研究的新视野》,余新忠:《疫病社会史研究:现实与史学发展的共同要求》,均载《史学理论研究》2003年第4期。

④吴承明:《究天人之际通古今之变》,《中国经济史研究》2000年第2期。

科整合来揭示历史上人与自然的关系。①鲁西奇评析了地理环境决定论、人地相关论以及或然论等人地关系学说,指出在思考人地问题时要重视“区域”观念的方法论意义与地理环境对人类活动的影响,提出以典型的“区域链”及“流域链”来考察区域人地关系的演进过程,总结出人地关系的演化模式。②王铮等分别从人口地理分布、区域经济与中国经济格局、政治疆域等方面具体分析了历史气候变化对中国社会发展的明显影响,他们认为,人地关系形成一个链,而资源利用是其中的中心环节,人是以群体特征来响应环境如气候变化的,人地关系充满了不确定性,是受到社会经济与环境变化的多重影响,气候变化虽是一个强大因子,但它却不能产生确定性的影响。③

从文明观与认识论的高度,有学者认为环境史既非环境决定论,亦非人类中心主义观,而是一种生态中心主义观,这在国外学者中比较突出。④在可持续发展与生态环境问题的讨论热潮中,上世纪90年代以来,我国哲学界、(生态)伦理学界也展开了关于“人类中心主义”与“非人类中心主义”,走入还是走出“人类中心主义”的大讨论。大多数学者从价值观的角度,将人类置于人与自然关系的中心位置;不少人认为,现代人类中心主义是可持续

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① 李根蟠:《“天人合一”与“三才”理论——为什么要讨论中国经济史上的“天人关系”》,《中国经济史研究》2000年第3期。

② 鲁西奇:《人地关系理论与历史地理研究》,《史学理论研究》2001年第2期。

③ 王铮、张丕远、周清波:《历史气候变化对中国社会发展的影响——兼论人地关系》,《地理学报》1997年第4期。

④ 包茂宏前揭文;刘耳:《当代西方环境哲学述评》,《国外社会科学》1999年第6期。

发展的环境伦理学基础;也有人赞同生态中心主义。①

总之,大陆学术界在生态环境史的概念、性质、主要研究方法等方面均存在不少分歧,实际海外也是如此,唐纳德·沃斯特曾说到,“在环境史领域,有多少学者就有多少环境史的定义”。②但其中也有共同点:一是,均承认环境史具有广阔的发展前景与研究意义;二是,均强调环境史要研究历史上人类社会与自然环境之间的互动关系;三是,均主张采取跨学科研究。

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①覃明兴:《人类中心主义研究综述》,《哲学动态》1997年第6期;杨淑华:《人类中心主义问题研究综述》,《教学与研究》1999年第6期;陈伟华、杨曦:《世界观的转变:从人类中心主义到生态中心主义》,《科学技术与辩证法》2001年第4期。

②包茂宏:《唐纳德·沃斯特和美国的环境史研究》,《史学理论研究》2003年第4期。

三、历史气候变化及相关问题1

一、 历史气候变化及相关问题

气候是自然环境要素之一。气候变化既是生态环境变迁的表现,也是引发环境变化的主要因子。历史气候在我国的研究起步较早,上世纪20—30年代,蒙文通、竺可桢、徐中舒、胡厚宣、王树民等人已发表了若干学术论文。70年代竺可桢发表《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文(以下简称竺文),极大地推动了中国的历史气候研究。竺文认为:仰韶和殷墟时代气候温和,年平均温度高于当代2℃;周朝早期寒冷,春秋时期变暖,这一温和气候一直持续至西汉;东汉趋于寒冷,并延续至南北朝;隋唐至11世纪初气候温暖;12世纪初气候转寒并延至14世纪,其中13世纪初、中期存在短暂温暖;15至19世纪气候寒冷,其中17与19世纪更为寒冷;近5 000年来最低温度出现在公元前1000年、公元400、1200和1700年,气温摆动范围1—2℃;在400至800年期间内,可以分出50至100年为周期的小循环。①

近年来,历史文献记载、物候、沉积、树木年轮、积雪冰川、动植物分布、地衣测量、孢粉分析等资料方法得到广泛应用,研究成果逐渐增多,研究进一步深化,并有相关研究著作出版问世。②

竺可桢关于中国近5 000年来气候冷暖变化的分析依据与具体观点得到补充、修改与完善,某些观点尚处于商榷之中。王绍武研究公元1380年以来的气候,发现华北第一个冷谷消失,揭示了小冰期气候在中国的区域差异。③于希贤研究认为,17世纪冷期的出现时间,比竺文的结论约早半个世纪,其变化幅度亦较竺文所说的1—2℃大得多;依据云南仓山山顶冰雪积融,并参照各个时期的物候状况,于氏指出,仓山雪所反映的云南历史时期气候变迁,在总体趋势上与已有结论相似,但在具体冷暖幅度、出现时间上则呈现出区域性特点。④牟重行《中国五千年气候变迁的再考证》一书围绕着竺文展开,作者在尊重、肯定竺可桢

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①竺可桢:《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,原载《考古学报》1972年第1期,此据氏著:《竺可桢文集》,科学出版社1979年,第475—498页。

②张丕远主编:《中国历史气候变化》,山东科技出版社1996年;文焕然、文榕生:《中国历史时期冬半年气候冷暖变迁》,科学出版社1996年。

③王绍武:《公元1380年以来我国华北气温序列的重建》,《中国科学〔b辑〕》1990年第5期。

④于希贤:《近四千来中国地理环境几次突发变异及其后果的初步研究》,《中国历史地理论丛》1995年第2期;于希贤:《仓山雪与历史气候冷期变迁研究》,《中国历史地理论丛》1996年第2期(初稿完成于1978年)。

学术贡献与基本观点的基础上,以翔实的资料与细致分析,就竺文的某些资料、观点提出自己的不同看法。①张德二详细地论证了中国存在中世纪温暖期。②满志敏提出了另一个历史气候变迁序列,即仰韶温暖期、西周至西汉降温期、魏晋至五代寒冷期、北宋至元中叶温暖期、元后期至清末寒冷期;竺文认为公元600—1000年是温暖期即所谓的隋唐温暖期,学界亦有人通过物候等继续予以论证,满志敏指出,梅、橘、驯象等均不足以成为唐代气候温暖的指标,而有大量资料证明,8世纪中期气候由暖转冷,其寒冷程度甚至可以与明清时期的“小冰期”相比;满氏关于西周至西汉降温期、唐代存在寒冷期和中世纪温暖期的看法,与传统观点有较大差距。③不过王子今辨析说,以秦汉山川祭祀制度的史料为依据而断定“当时淮河每年冻结”、“气候比现代寒冷”,难免有证据不足之嫌、缺乏说服力,竺文关于秦至西汉气候“继续温和”、东汉“趋于寒冷”等观点仍值得肯定.陈业新从农事、物候、干湿三个方面对汉代的气候状况进行历史学分析,并就某些生物分布指标是否适用提出自己的看法;陈氏认为,汉代气温与现在无大差异,西汉略冷而东汉稍暖,东汉末年急骤转冷;两汉

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① 牟重行:《中国五千年气候变迁的再考证》,气象出版社1996年。

② ②张德二:《我国“中世纪温暖期”气候的初步推断》,《第四纪研究》1993年第1期。

③ 满志敏:《唐代气候冷暖分期及各期气候冷暖特征的研究》,《历史地理》第8辑;《黄淮海平原北宋至元中叶的气候冷暖状况》,《历史地理》第11辑;《关于唐代气候冷暖问题的讨论》,《第四纪研究》1998年第1期;邹逸麟主编:《黄淮海平原历史地理》,安徽教育出版社1993年,第1—52页;满志敏、张修桂:《中国东部中世纪温暖期的历史证据和基本特征的初步研究》,张兰生主编:《中国生存环境历史演变规律研究》,海洋出版社1993年,第95—103页。

时期干湿相间。①唐代前后的气候状况及其变化在学术界的分歧较大。吴宏歧、党安荣从唐长安驯象的史实入手,认为气候的转冷应大致在8世纪末期而非中期,此后至五代这一时段气候的转冷只是温暖期之中的气候波动,传统的隋唐温暖期的划分是符合历史实际的;后来两人又依据物候、动物分布、孢粉、雪线和海平面等相关资料,再次基本肯定隋唐温暖期这一说法,并将其起讫年限修正为公元550—1050年,其中公元800—950年气候相对寒冷。②蓝勇认为,8世纪中叶的气候确实有一个由暖转冷的过程,但从当前总的研究看,唐代温暖期的论证似乎更加充分。③费杰、侯甬坚基于历史文献记录,认为唐代黄土高原南部地区并不表现为一个稳定的暖期,公元799年前后存在一次百年尺度的气候转寒,以此为界,可划分为相对温暖且较稳定的阶段(公元620—799年)和相对寒冷且波动频繁的阶段(公元800—960年)。④尽管学术界在战国至汉代和隋唐时期的冷暖问题、中世纪是否存在温暖期、温度变化的幅度与速率、历史气候的变化周期等方面取得了重要进展,但竺文关于历史气候

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①王子今:《关于秦汉时期淮河冬季封冻问题》,《中国历史地理论丛》1995年第4期;陈业新:《两汉时期气候状况的历史学再考察》,《历史研究》2002年第4期。

②吴宏歧、党安荣:《唐代长安的驯象及其反映的气候状况》,《中国历史地理论丛》1996年第4期;吴宏歧、党安荣:《隋唐时期气候冷暖特征与气候波动》,《第四纪研究》1998年第1期。

③蓝勇:《唐代气候变化与唐代历史兴衰》,《中国历史地理论丛》2001年第l期。

④费杰、侯甬坚:《基于黄土高原南部历史文献记录的唐代气候冷暖波动特征研究》,《中国历史地理论丛》2001年第4期。

变化的基本轮廓,特别是关于冷期的判断,是基本正确、基本准确的。①

近年来的大量研究进一步具体化,区域缩小、分辨率提高、分析手段多样,区域性、时段性气候变迁研究得到明显深化。例如,王绍武等重建了中国东北等10个区近400—1 000年的10年平均气温序列,并分析区域相关性与差异;公元1880—1996年的年平均气温序列及其变化速率、35个站点的四季降水量序列及降水量异常的空间分布特征。②朱士光等通过对关中地区考古发掘、孢粉分析、史籍文献等资料的整理、利用,建立该地区历史时期气候变迁序列,即全新世早期寒冷、全新世中期暖温、西周冷干、春秋至西汉前期暖湿、西汉后期至北朝冷干、隋和唐前中期暖润、唐后期至北宋凉干、金前期暖干、金后期至元凉干、明清冷干等10个气候变化时段。③邓辉利用文献中的有关早、涝、冻灾记录,对公元928—1109年燕北地区的历史记录进行复原,指出辽代该地区的干湿变化过程是,早期以干为主,中、晚期则以湿为主,1080年前后为气候剧烈下降时期,比黄淮地区的变化要提前30年。④李平日和曾昭璇则利用史籍资料和香港近百年的气温记录,考察珠江三角洲

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①葛全胜、方修琦、郑景云:《中国历史时期温度变化特征的新认识——纪念竺可桢〈中国过去五千年温度变化(近五千年来气候变迁的——引者注)初步研究〉发表30周年》,《地理科学进展》2002年第4期。

②王绍武、叶瑾琳、龚道溢:《中国小冰期的气候》,《第四纪研究》1998年第1期;王绍武等:《近百年中国年气温序列的建立》,《应用气象学报》1998年第4期;叶瑾琳等:《近百年中国四季降水量异常的空间分布特征》,《应用气象学报》1998年增刊。

③朱士光、王元林、呼林安:《历史时期关中地区气候变化的初步研究》,《第四纪研究》1998年第l期。

④邓辉:《论燕北地区辽代的气候特点》,《第四纪研究》1998年第1期。

1488—1893年小冰期和气候进入现代暖期的气候变化。①何业恒对20种热带、南亚热带动植物的分布和兴衰演变进行分析,探讨了5 000年来华南地区的气候冷暖和环境变迁。②葛全胜等重建了分辨率10至30年的中国东部冬半年温度距平变化序列,分析了冷暖变化幅度与阶段性。③

近年来,区域性某阶段的历史气候变迁研究成果很多,研究更加深入,这里仅以秦岭及其邻近地区为例作一说明。在初春气温方面,刘洪滨、邵雪梅采用秦岭冷杉年轮宽度重建镇安公元1755年以来的初春温度序列,并指出,当地初春温度在1798年前后发生了一次较大幅度的降温,前后温差近3.0℃,1850年前后再次出现降温趋势,1884年前后出现明显的升温;利用秦岭树木年轮重建佛坪公元1789年以来1—4月份平均温度,并分析了其变化特征,其中1896年前后出现气温突变;两人还利用树轮重建秦岭地区历史时期初春温度变化序列,考察了冷暖变化在秦岭中东部的差异,结果显示1773—1804年初春温度相对较高,1805—1892年则相对较低且持续时间最长,秦岭地区西部初春季节变冷与增暖的幅度均大于秦岭的中东部地区。④在干湿程度方面,刘洪滨等利用华山松树轮宽度差值重建了关中

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①李平日、曾昭璇:《珠江三角洲五百年来的气候与环境变迁》,《第四纪研究》1998年1期。

②何业恒:《近五千年来华南气候冷暖的变迁》,《中国历史地理论丛》1999年第1期。

③葛全胜等:《过去2000年中国东部冬半年温度变化》,《第四纪研究》2000年第2期;葛全胜等:《过去2 000年中国东部冬半年温度变化序列重建与初步分析》,《地学前缘》2002年第1期。

④刘洪滨、邵雪梅:《采用秦岭冷杉年轮宽度重建陕西镇安1755年以来的初春温度》,《气象学报》2000年第2期;刘洪滨、邵雪梅:《秦岭南坡佛坪1789年以来i—4月平均温度重建》,《应用气象学报》2003年第2期:刘洪滨、邵雪梅:《利用树轮重建秦岭地区历史时期初春温度变化》,《地理学报》2003年第6期。

及周边地区公元1500年以来初夏干燥指数序列,指出1502—1511年、1570—1580年、1807—1814年该地区初夏存在三次较为严重的干旱。①在冬季气温方面,郑景云等建立了西安、汉中地区1736--1910年的年冬季平均气温序列,指出尽管两地平均气温变化趋势类似,但汉中“整个序列的波动幅度更大一些”。②这些细致、系统的考察分析,不仅大大地深化了区域气候史研究,而且为探讨该地区生态环境与社会经济变迁创造了条件。

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①刘洪滨、邵雪梅、黄磊:《中国陕西关中及周边地区近500年来初夏干燥指数序列的重建》,《第四纪研究》2002年第3期。

②郑景云等:《1736—1999年西安与汉中地区年冬季平均气温序列重建》,《地理研究》2003年第3期。

气候变化的原因及其相关性。气候变化是由多种因素引起的,近年来厄尔尼诺与南方涛动(el nino-southern oscillation简称enso)引起学术界的广泛兴趣。enso是指影响全球的大气与海洋循环变化的一种异常现象,简单地说是强烈的海气相互作用事件。③龚道溢、王绍武分析公元1880年以来我国东部四季降水与enso事件之间的关系,认为近百年来,enso与35个站点的平均降水量没有关系;与一些地区秋、冬季节降水量关系显著,厄尔尼诺年江南降水偏多,北方偏少,反厄尔尼诺年(即拉尼娜年)则相反;与夏季降水量的关系不如秋冬明显,厄尔尼诺年黄河以北有干旱趋势;与春季降水量基本无关。在气温变化方面,enso对温度的影响主要表现在年际尺度上,对于气温的长期趋势与年代际变化率的影响并不大,

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③厄尔尼诺(el nino)是指中东太平洋赤道附近海水表层的异常增温变暖;与此相应,若降温变冷则为拉尼娜(la nina)现象或称反厄尔尼诺现象。南方涛动(southern oscillation)是指热带东太平洋与印度洋地区气压场反相。

若要研究后一问题,还需分析人类活动、气候系统内部变率、太阳黑子、火山等因子。20世纪气候变暖是气候的自然变化还是因为人类活动的影响,他们认为后者是主要原因,至少是主要原因之一。①张德二等分析了公元1500年以来厄尔尼诺事件与我国夏季降水的空间分布特征,指出,厄尔尼诺年全国大范围降水偏少,多雨地带在东北、黄淮与广东沿海,而干旱少雨带在内蒙——甘肃与长江中下游一带,此后的第一个非厄尔尼诺年则降水分布特征正好相反;厄尔尼诺年降水在不同百年尺度的变化是,黄河、长江流域的多雨、少雨带在南北位置与范围方面存在或大或小的差异。②联系到历史上的具体旱涝灾害,如光绪三年我国北方干旱严重,满志敏认为是由于东亚季风减弱引发季风雨带的推进过程与降水特征发生变化,而后者正是由当时的enso现象引起的;气温冷暖波动也会导致海平面升降变化,如11至13世纪晚期华东海平面上升即与气候温暖存在对应关系。在植物分布方面,以柑橘为例,其北界大幅南北迁移的主要原因是气候的冷暖变化,其中南北朝后期、元朝前期与明朝后期的种植北界比现代还要靠北。③天文现象、地质灾害与气候变化之间的关系。刘洪滨、吴祥

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①龚道溢、王绍武:《enso对中国四季降水的影响》,《自然灾害学报》1998年第4期;龚道溢、王绍武:《近百年enso对全球陆地及中国降水的影响》,《科学通报》1999年第3期;龚道溢、王绍武:《近百年全球温度变化中的enso分量》,《地球科学进展》1999年第5期;王绍武、龚道溢:《对气候变暖问题争议的分析》,《地理研究》2001年第2期。

②张德二、薛朝晖:《公元1500年以来el nino事件与中国降水分布型的关系》,《应用气象学报》1994年第2期。

③?M志敏:《光绪三年北方大旱的气候背景》,《复旦学报》2000年第6期;《中世纪温暖期我国华东沿海海平面上升与气候变化的关系》,《第四纪研究》1999年第l期;《历史时期柑橘种植北界与气候变化的关系》,《复旦学报》1999年第5期。

定分析了黄河1922—1932年枯水期,认为这与太阳黑子与enso现象有关;于希贤探讨了长期气候变化周期与地震活动周期的相关性。①1988年成立的政府间气候变化专门委员会(ipcc)在2001年气候变化评估报告中指出:20世纪全球平均地表温度上升了0.6℃左右,冰盖、冰川减少,海平面升高,而且这种趋势还会继续;“正如现代气候模式预测的那样,过去100年的变暖很可能是气候自身的变化,过去1000年气候数据的重建亦指出,这种变化可能完全由自然因素引起”,而“过去50年观测到的全球性气候变暖主要由人类活动引起”;气候变化对自然与人类社会系统产生了一系列影响,既有正面的,也有负面的。②

农牧过渡带地区的气候变化及影响。史念海指出,司马迁规划的碣石及龙门农牧分界线是适合生态环境的,过分超越这一界线就会破坏生态平衡;他特别考察了这一农牧分界线及其至隋唐时期的伸缩变化,半农半牧地区的农业与畜牧业(养马业)生产及其兴衰,关中漕粮供应地的转移等等,认为农牧地区的变化促成了唐朝由盛转衰。③这一研究理路更多地反映了人类对自然环境的利用、改造及其后果。另一种,则是主要揭示人类活动受到自然环境变迁的限制与影响。邹逸麟认为,15世纪初我国北部气候转寒,农耕无法维持卫所及其家属

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①刘洪滨、吴祥定:《黄河中游1922—1932年枯水段时空尺度分析》,《陕西气象》1996年第6期。于希贤:《历史时期气候变迁的周期性与中国地震活动期问题的探讨》,《中国历史地理论丛》1997年第4期。

②孙成权、高峰、曲建升:《全球气候变化的新认识——ipcc第三次气候变化评估报告概览》,《自然杂志》2002年第2期。

③史念海:《司马迁规划的农牧地区分界线在黄土高原上的推移及其影响》,《中国历史地理论丛》1999年第l期;《隋唐时期农牧地区的演变及其影响》(上、下),《中国历史地理论丛》1995年第2期、第3期连载。

的生存,所以才南迁至长城以内,可见这一内迁除了学术界以前所认为的政治原因外,还与自然环境的变化密切相关;到18世纪前期,北方气候一度转暖,农牧过渡带北移,出现康乾时代农业经济的盛世;19世纪末至20世纪初,气候又有一段短暂的转暖期,又出现了光绪年间开垦蒙地。①由此可见,农牧过渡带的南北摆动幅度在根本上取决于自然环境如气候所允许的程度。在同一气候或气候演变条件下,会存在不同的生产形态,会出现不同的政权形式,会出现统一或分裂的政治格局,因而对自然环境变化产生的影响及如何产生影响还必须进行具体分析。满志敏等选取4个历史事例,即北魏平城迁都、元朝中叶岭北地区移民、12世纪初科尔沁沙地演变、明初无良哈三卫南迁,分析气候变化对农牧过渡带的影响与相应的社会变化,指出这一变化是通过社会系统发生作用的,不同的社会系统及政权格局会产生不同的后果。②这实际是揭示自然环境包括气候变化对人类社会产生作用的方式、方法是多样的,后果存在或然性,未必是一致的或统一的,最终结果还取决于政权体系及其外部环境。不过也有个别文章非常强调气候变化对政权更迭等近乎一致性的影响。例如王会昌认为,“纵观2 000多年的(中国——引者)历史,历代王朝的兴衰和游牧民族政权疆域南界的变化等,都与气候上冷暖干湿的波动变化之间呈现出大体同步的相关或共振关系,而且不只局限于一朝一代或某一特定时段”;尽管作者同时指出:历史发展包括王朝更迭与北方游牧民族的南进北撤等是“多种因素”影响作用的结果,气候变化只是“诱发因素”,只能决定其方

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① 邹逸麟:《明清时期北部农牧过渡带的推移和气候寒暖变化》,《复旦学报》1995年第1期。

② 满志敏、葛全胜、张丕远:《气候变化对历史上农牧过渡带影响的个例研究》,《地理研究》2000年第2期。

式、方向、速度和进程。①

气候变迁与社会经济变化。学术界大多选取不同时期进行具体分析,揭示两者之间的紧密联系。例如,王晖、黄春长探讨商代末期的气候变化与社会变迁之间的关系,指出从新石器时代至夏商,气候温暖湿润,而商代末年,气候干旱,因而泾渭流域的周人屡次迁都并向南方发展,商王朝亦然。②王子今重点分析秦汉时期气候变迁对江南经济文化发展的意义,指出该地区经济与文化的进步与当时气候条件关系密切。③马新则以农作物布局的变化、农产量的提高以及农业经营方式的形成为切入点,具体阐述气候条件与两汉农业之间的关系。④有关明清时期的气候变化与各地农业经济之间的互动关系,文章较多,讨论热烈。陈家其指出,该时期气候变化对太湖流域农业带来巨大影响:气候变冷则双季稻面积削减,粮食复种指数下降,自然灾害频发,粮食产量下滑,亚热带经济作物受到严重威胁。⑤王双怀则具体研究了明代气候波动、由暖转寒对华南农业的影响,指出气候振动、灾害频仍,伤害了劳动力资源,破坏了耕地和其他农业设施,扰乱了农业生产秩序,也使得粮食作物和经济作物

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① 王会昌:《2 000年来中国北方游牧民族南迁与气候变化》,《地理科学》1996年第3期。

② 王晖、黄春长:《商末黄河中游气候环境的退化与社会的变迁》,朱士光等主编:《黄土高原地区历史环境与治理对策会议论文集》(《中国历史地理论丛》2001年增刊)。

③ 王子今:《试论秦汉时期气候变迁对江南经济文化发展的意义》,《学术月刊》1994年第9期。

④ 马新:《历史气候与两汉农业的发展》,《文史哲》2002年第5期。

⑤ 陈家其:《明清时期气候变化对太湖流域农业经济的影响》,《中国农史》1991年第3期。

的地理分布发生改变,破坏植被、滥杀动物时有发生,在一定程度上破坏了农业生态环境。①气候变化与农业生产之间的互动关系还比较直观,与粮价等方面的关系则需要进行深入分析,王业键等考察清代气候的冷暖变迁、自然灾害、粮食生产与粮价的变动关系,指出华北、华东的气候冷暖变化与自然灾害多寡成正相关关系,长江三角洲的粮价高峰大都出现在自然灾害多的年份,但是长期气候变迁与粮价并无明显关系,即冷期未见上升,暖期未见下跌。②这说明自然环境演变与社会现象之间的联系包括有无联系需区别对待、具体分析,也说明两者之间的确存在联系,但未必处处、始终、事事存在密切关系。在气候变化与人口增减方面。周翔鹤、米红认为,粮食生产与人口之间存在关系,但由于明清时期的气候变化、自然灾害及其对粮食生产的影响,因而人口数量变化很难成为一条平滑的上升曲线,会存在曲折甚至是比较大的曲折。③李伯重就历史上气候变化对人口变化的整体影响进行分析,指出“20世纪以前的两千年中,气候变化是引起我国人口变化的决定性因素之一”。④

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①王双怀:《气候变化对明代华南农业的影响》,《中国历史地理论丛》2000年第2期。

②王业键、黄莹珏:《清代中国气候变化、自然灾害与粮价的初步考察》,《中国经济史研究》1999年第1期。