發(fā)展初期
發(fā)展初期包括16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末 。這時(shí)由于歐洲工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)氣象學(xué)
了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物理學(xué)、化學(xué)和流體力學(xué)等隨著當(dāng)時(shí)工業(yè)革命的要求，也快速發(fā)展起來 。又由于航海技術(shù)的進(jìn)步，遠(yuǎn)距離商業(yè)與探險(xiǎn)隊(duì)的活動(dòng)，擴(kuò)大了人們的視野，地理學(xué)乃蓬勃興起，這就為介于物理學(xué)與地理學(xué)之間的邊緣科學(xué)—?dú)庀髮W(xué)，氣候?qū)W的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。再加上這一段時(shí)間內(nèi)氣象觀測(cè)儀器紛紛發(fā)明，地面氣象觀測(cè)臺(tái)、站相繼建立，形成了地面氣象觀測(cè)網(wǎng)，并因無線電技術(shù)的發(fā)明，能夠開始繪制地面天氣圖 。由于具備了這些條件，氣象學(xué)、氣候?qū)W乃與天文學(xué)逐漸分離，成為獨(dú)立的學(xué)科 。1593年意大利學(xué)者伽利略(Galileo)發(fā)明溫度表，1643年意大利學(xué)者托里拆利(Torricelli)發(fā)明氣壓表 。這兩種重要儀器的出現(xiàn)，使氣象觀測(cè)大大向前躍進(jìn)一步 。特別是氣壓與天氣變化的關(guān)系最直接，氣壓表當(dāng)時(shí)曾被譽(yù)為天氣的“眼睛” 。1783年索修爾(Saussure)發(fā)明毛發(fā)濕度表，有了這些儀器就為建立氣象臺(tái)站提供了必要的條件 。1653年在意大利北部首先建立氣象臺(tái)，此后其它國家亦相繼建立地面氣象觀測(cè)站，開始積累氣象資料 。但這時(shí)只有一些分散性的研究，缺少國際合作與交流 。1854年，美法與帝俄在克里木半島發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng) 。英法聯(lián)軍艦隊(duì)在黑海途中因風(fēng)暴失事，近于全軍覆沒 。這件事引起有關(guān)國家的重視 。事后根據(jù)有關(guān)臺(tái)站氣象觀測(cè)記錄，發(fā)現(xiàn)此次風(fēng)暴是由西歐移向東歐的 。因此當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為，如能廣泛建立氣象臺(tái)站網(wǎng)，并通過電訊聯(lián)系，則可預(yù)測(cè)未來的天氣變化，并可采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以減少災(zāi)害性天氣對(duì)各方面所造成的損失 。這種認(rèn)識(shí)為氣象界的國際合作打開了局面，并促進(jìn)了天氣分析工作的開展 。隨著無線電報(bào)的發(fā)明和應(yīng)用，使氣象觀測(cè)的結(jié)果能很快地傳達(dá)到各地 。為繪制天氣圖創(chuàng)造了條件 。在1860—1865年間各國紛紛繪出了天氣圖 。有了天氣圖這個(gè)工具，使氣象學(xué)的發(fā)展雷達(dá)氣象學(xué)
大大向前跨進(jìn)了一步 。這一時(shí)期氣象學(xué)與氣候?qū)W的主要研究成果有：關(guān)于海平面上風(fēng)壓關(guān)系定律，氣旋模式和結(jié)構(gòu)，大氣中光電現(xiàn)象和云雨形成的初步解釋，大氣環(huán)流的若干現(xiàn)象解釋等 。從19世紀(jì)開始，陸續(xù)出版了一些比較有質(zhì)量的氣候圖，如世界年平均氣溫分布圖，世界月平均氣壓分布圖，世界年降水量分布圖等 。此外，德國學(xué)者漢恩(Hann)于1883年開始陸續(xù)出版了《氣候?qū)W手冊(cè)》三大卷，這是氣候?qū)W上最早的巨著 。中國氣象學(xué)雖有悠久的歷史，在萌芽時(shí)期曾處于世界先進(jìn)行列，但由于封建統(tǒng)治的壓抑，生產(chǎn)水平低下，氣象學(xué)處于長(zhǎng)期停頓狀態(tài) 。在這一時(shí)期，帝國主義為了侵略中國，紛紛在中國設(shè)立氣象觀測(cè)機(jī)構(gòu)，收集氣象資料為其軍事，經(jīng)濟(jì)侵略服務(wù) 。最早來中國境內(nèi)，用近代氣象儀器進(jìn)行氣象觀測(cè)的是法國傳教士，他于1743年在北京設(shè)立測(cè)候所 。其后從1830年起俄國又?jǐn)鄶嗬m(xù)續(xù)地派人來北京做氣象觀測(cè) 。1873年法國天主教會(huì)在上海徐家匯創(chuàng)建觀象臺(tái)，1893年德國人在山東青島建立青島觀象臺(tái)，此外還有在英國人掌握之下的海關(guān)測(cè)候所等共43處(都位于沿海，沿江的港口)，他們都為各自的軍事、航行、商船服務(wù)，中國政府無權(quán)過問，這時(shí)中國的氣象事業(yè)完全是半殖民地性質(zhì)的 。
發(fā)展時(shí)期
從20世紀(jì)以來是氣象學(xué)的發(fā)展時(shí)期 。這一時(shí)期總的特點(diǎn)是：隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和技術(shù)的進(jìn)步，不但進(jìn)行地面氣象觀測(cè)，也進(jìn)行高空直接觀測(cè)，從而擺脫了定性描述階段，進(jìn)入到定量試驗(yàn)階段，從認(rèn)識(shí)自然，逐步向預(yù)測(cè)自然，控制和改造自然的方向發(fā)展 。這一時(shí)期又可分為早期和近期兩個(gè)階段 。1．早期在20世紀(jì)的前50年 。這時(shí)氣象觀測(cè)開始向高空發(fā)展，以風(fēng)箏，帶人氣球及火箭等為高空觀測(cè)工具，其所到達(dá)的高度當(dāng)然是有限的，但已為高空氣象學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。在此期間氣象學(xué)的發(fā)展中有三大重要進(jìn)展 。(1)鋒面學(xué)說：在第一次世界大戰(zhàn)期間，由于相鄰國家氣象資料無法獲得，挪威建立了比較稠密的氣象網(wǎng) 。挪威學(xué)者貝堅(jiān)克尼父子(V.Bjerknes和J.Bjerknes)等應(yīng)用物理學(xué)和流體力學(xué)的理論，通過長(zhǎng)期的天氣分析實(shí)踐，創(chuàng)立了氣旋形成的鋒面學(xué)說，從而為進(jìn)行1—2天的天氣預(yù)報(bào)奠定了物理基礎(chǔ) 。(2)長(zhǎng)波理論：本世紀(jì)30—40年代，由于要求能早期預(yù)報(bào)出災(zāi)害性天氣，再加上有了無線電探空和高空測(cè)風(fēng)的普遍發(fā)展，能夠分析出較好的高空天氣圖 。瑞典學(xué)者羅斯貝(Rossby)等研究大氣環(huán)流，提出了長(zhǎng)波理論 。它既為進(jìn)行2—4天的天氣預(yù)報(bào)奠定了理論基礎(chǔ)，同時(shí)也使氣象學(xué)由兩度空間真正發(fā)展為三度空間的科學(xué) 。(3)降雨學(xué)說：在本世紀(jì)30年代，貝吉龍-芬德生(Bergeron-Findeison)從研究雨的形成中，發(fā)現(xiàn)云中有冰晶與過冷卻水滴共存最有利于降雨的形成，從而提出了降雨學(xué)說 。1947年又發(fā)現(xiàn)干冰和碘化銀落入過冷卻水滴中可以產(chǎn)生大量冰晶，這就為人工影響冷云降水提供了途徑 。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)在熱帶暖云中由于大，小水滴碰并也可導(dǎo)致降雨，這又為人工影響暖云降水奠定了理論基礎(chǔ) 。由此人類開始從認(rèn)識(shí)自然進(jìn)入人工影響局部天氣時(shí)代 。2．近期本世紀(jì)50年代以后為近期 。由于電子計(jì)算機(jī)和新技術(shù)如雷達(dá)、激光、遙感及人造衛(wèi)星等的使用，大大地促進(jìn)了氣象學(xué)與氣候?qū)W的發(fā)展 。其主要表現(xiàn)如下：(1)開展大規(guī)模的觀測(cè)試驗(yàn)在50年代以前，國際上曾在1882年和1932年組織過兩次對(duì)南北極區(qū)進(jìn)行氣象考察，稱為國際極年，并取得了一些高空氣象和太陽與地球關(guān)系的資料 。在50年代以后又進(jìn)行過多次至少有幾十個(gè)國家參加的大規(guī)模大氣觀測(cè)試驗(yàn)，而且規(guī)模一次比一次大 。例如1977年12月—1979年11月進(jìn)行的一次大規(guī)模大氣觀測(cè)試驗(yàn)，有一百多個(gè)國家參加，其中也有中國參加 。這次全球大氣試驗(yàn)是以5個(gè)同步衛(wèi)星和2個(gè)近極地軌道衛(wèi)星為骨干，配合氣象火箭，并與世界各地常規(guī)的地面氣象觀測(cè)站、自動(dòng)氣象站、飛機(jī)、船舶、浮標(biāo)站和定高氣球等相結(jié)合，組成幾個(gè)全球性的較完整的立體觀測(cè)系統(tǒng) 。這一全球性觀測(cè)計(jì)劃是試圖解決10—14天之間的天氣預(yù)報(bào)，進(jìn)一步了解天氣現(xiàn)象形成的物理過程和物理原因 。(2)對(duì)大氣物理現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)氣象學(xué)，氣候?qū)W不像物理，化學(xué)那樣可以在室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是以地球的大氣層作為實(shí)驗(yàn)室 。有了電子計(jì)算機(jī)才可能廣泛地對(duì)各種大氣物理現(xiàn)象進(jìn)行精確的，定量的數(shù)值模擬試驗(yàn)，如從全球性環(huán)流到云內(nèi)雨滴的生成過程都進(jìn)行試驗(yàn)，并把云霧中的微觀過程和動(dòng)力的宏觀過程結(jié)合起來，使氣象學(xué)進(jìn)入試驗(yàn)科學(xué)階段 。(3)把大氣作為一個(gè)整體進(jìn)行研究把對(duì)流層與平流層中，高緯地區(qū)與低緯地區(qū)，南半球與北半球結(jié)合起來研究，這在氣象學(xué)與氣候?qū)W的發(fā)展上又是一大躍進(jìn) 。人類對(duì)大氣中的化學(xué)現(xiàn)象與化學(xué)過程也進(jìn)行了多年的觀測(cè)，分析和研究，并已形成了氣象學(xué)中一個(gè)新支派——大氣化學(xué) 。特別是近年來對(duì)大氣污染的監(jiān)測(cè)，探討環(huán)境保護(hù)的措施，更促進(jìn)了大氣化學(xué)的進(jìn)展 。解放后，中國氣象事業(yè)得到迅速發(fā)展 。在第一個(gè)五年計(jì)劃期間，中國共建立了各級(jí)氣象臺(tái)站1378個(gè)，到1957年底中國各級(jí)氣象臺(tái)站已達(dá)1635個(gè)，比解放初期增加近22倍 。40余年來興建的天氣和氣候站網(wǎng)已遍布中國 。中國的氣象學(xué)與氣候?qū)W研究進(jìn)入了高度發(fā)展的時(shí)期 。在基礎(chǔ)理論方面，如大氣環(huán)流和動(dòng)力氣象的研究，在天氣學(xué)方面如中國天氣，高原氣象等研究，在衛(wèi)星氣象方面，如甚高分辨云圖接受器的研制，衛(wèi)星氣象學(xué)和探測(cè)原理等研究都取得了顯著的進(jìn)展 。在人工影響天氣方面已開展了云霧物理，人工降水和人工消雹等工作，并已取得較好的效果 。

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