- 1、本文档共148页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
1
动力气象学学科简史
动力气象学学科简史
人类生活在地球大气层的底层,人类社会的所有活动无不受其影响。气象科学(简称气象学)的英文单词meteorology源于希腊文meteoros和logos,意为“上空的”和“推理”。因此,传统
意义上气象学主要是研究大气中各种天气现象发生、发展规律的科学。
气象学经历了一个漫长的发展历史。从古代的神话迷信到千百年来的感性知识,直到1851年英国格莱舍首先用电报传送的气象观测资料绘制出第一张地面天气图,气象学才开始了近代科学探索的历史。在18、19世纪,气象学附属于地理学,是作为其一个分支而存在的。到20世纪初,气象学从地理学分出,逐渐发展成为地球科学中的一个大分支。20世纪20年代,地面气象观测网的建立,以及30~40年代高空气象观测网的发展,增进了人类对大气的认识,加速了气象科学的发展。60年代以来,电子计算机、卫星、雷达等的应用,使气象科学呈蓬勃发展之势,研究内涵日渐丰富,外延也不断拓展。20世纪90年代以后,随着现代科学知识和高新技术在气象学中的大量应用,“气象学”或“气象科学”的概念已逐渐被“大气科学”的概念所取代,其研究内容也大大超出了传统
气象学的范畴。
纵观大气科学的发展历史,大体上可划分为四个发展时期:(1)气象经验、知识的积累时期(自人类文明开始至16世纪):这五、六千年为古代气象知识的积累时期。其源流主要有两个:一个在亚洲,以中国和印度为主;另一个在地中海东部,即欧亚非三大洲的交汇地带,这里是埃及文化、巴比伦文化和希腊文化的发祥地。(2)大气科学开始建立的时期(17世纪~19世纪初):17~18世纪是科学革命的时代。随着14~16世纪文艺复兴、资本主义生产方式的出现,以及航海业的兴起,天文学和物理学出现了重大突破。测量仪器的陆续发明,观测和实验的大量开展,以及在观测和实验基础上进行的理论研究,是大气科学这一时期发展的重要标志。(3)大气科学主要分支学科的形成时期(19世纪初~20世纪40年代):在气象仪器发明、观测网建立以及流体动力学理论发展的基础上,大气科学的主要分支学科相继形成,例如天气学、动力气象学和大气物理学等。大气科学著名的两大理论学派也在这一时期先后创立,这就是以皮耶克尼斯为首的挪威卑尔根学派和以罗斯贝为首的美国芝加哥学派。(4)大气科学迅速发展的时期(20世纪50年代以来):第二次世界大战后,以遥感技术和计算机技术为代表的新技术迅速发展。从50年代开始,这些新技术逐渐应用于大气科学。从此大气科学在探测手段、通信方式、试验手段,以及天气预报、气候变化、人工影响天气、大气化学等分支学科发展和国际合作等方面,都有了突飞猛进的发展。由此可见,大气科学的发展史是人类探索大气的奥秘,逐步认识大气及其演变规律、预测其变化趋势,从而趋利避害为人类的
生产和生活服务的历史。它的发展同人类社会生产力的发展、科学技术的进步和人类日益增长的需
2
要是分不开的。
现在大气科学已成为一门拥有众多分支学科的综合性科学,其分支学科主要有大气探测学、大气物理学、天气学、动力气象学、中小尺度气象学、数值天气预报、数值模式模拟、气候学、大气化学、大气环境学、应用气象学、人工影响天气等。其中动力气象学是大气科学的基础性理论学科,它是一门应用物理学、流体力学定律及数学方法,研究大气运动的动力和热力过程及其相互关系的学科。动力气象学的发展对更深刻地认识大气运动的机理、掌握天气和气候的变化规律具有十分重要的意义。传统意义上的动力气象学的内容包括大气热力学、大气动力学、大气环流、大气湍流、数值天气预报和数值模拟等,但随着大气科学学科的不断细分,现在动力气象学的内容一般主要指
大气动力学。20世纪90年代以后,“动力气象学”这一名称也多为“大气动力学”所取代。
下面我们简要回顾一下动力气象学的发展历史和取得的重要成果,并对动力气象学未来的发展
趋势予以展望。
17世纪~19世纪初,流体概念、牛顿力学三大定律和微积分学的提出,为动力气象学的产生奠定了理论基础。1743年法国数学家达朗贝尔把数学方法引入气象学的研究中,这对用数学方程式来表示大气运动具有启发作用。1752年瑞士数学家和物理学家欧拉提出表示质量守恒的连续方程,1755年又提出理想流体动力学方程组,初步建立了流体力学方程组。以后大气静力学方程、科里奥利力和热力学第一定律的发现并被引入流体力学方程组中,更为大气动力方程组的完备性奠定了基础。1857年荷兰白贝罗提出风与气压的关系。1861年美国费雷尔在研究大气运动时引入科里奥利力。1888年德国亥姆霍兹提出流体切变动力不稳定的概念。18世纪末以前,
文档评论(0)