大氣科學的世紀進展與未來展望摘要：20世紀以來，大氣科學在大氣環(huán)流，大尺度動力學，大氣物理，大氣測試技術，和大氣環(huán)境、化學，氣候系統(tǒng)動力學等領域有著很多的成就，為我國的大氣科學的探究作出了卓越貢獻。關鍵詞：大氣科學；進展；未來大學科學是指大氣的現(xiàn)存狀態(tài)，是一門主要研究大氣變化規(guī)律的科學。它涉及到的研究范圍不僅僅是大氣，其中還包括周圍受大氣影響的海洋，大氣中的冰雪與整個生物圈之間的相互作用力。它主要有化學、物理等方面的相關知識，是一個比較綜合性的研究學科。將大氣科學和現(xiàn)代的電子科學技術相結(jié)合，可以研制生產(chǎn)多更多的科學儀器，應用在天氣領域和在全球氣候問題上的研究與探索。大氣科學在市場上有著較為可觀的發(fā)展前景。下面本文將就著大氣科學的世紀進展和未來展望淺要分析。120世紀大氣科學的發(fā)展回顧1.1大氣探測技術的發(fā)展大氣監(jiān)測技術作為大氣科學的研究基礎，對材料的準備要求嚴格，確保材料的充分性，才能夠最大力度的支持大氣科學向更深更廣的領域發(fā)展。20世紀初期的大氣檢測系統(tǒng)的整體水平還僅僅是停留在只能檢測地面的基本氣象因素。1為了更好地檢測天氣情況，1928年發(fā)明的無線電探空儀已經(jīng)能夠使天空地圖這項技術發(fā)展。漫長的歷程使大氣監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)能夠更加成熟準確的探測大氣里各個領域的情況，對云層的了解也更加深入[1]1.2空基遙感技術的應用和發(fā)展在20世紀的光譜研究為研究空基遙感技術打開了渠道，天氣預報的檢測自此也更加準確。利用的是紅外線和可見光的技術應用。將觀測到的領域不在僅僅局限于地表，高原海洋等領域的天氣監(jiān)測也能全面的檢測。這項技術的應用使每個云層之間的溫度和濕度的檢測誤差的出現(xiàn)性降到最低。并且以現(xiàn)在的發(fā)展水平預算，未來檢測雷雨和風場也是有可能的。[2]1.3地基遙感技術的發(fā)展地基遙感技術主要應用的是紅外線和激光等技術，來測定水汽和水壓等因素，同時對于云層的降雨，可見的氧氣厚度等自然天氣因素也能夠充分的檢測。地基遙感技術主要應用于各種小領域的系統(tǒng)探測。地基遙感技術雖然為大氣環(huán)境的氣象局調(diào)查提供了便捷，但是該項技術在發(fā)展中還并不是應用得很成熟，還有待進一步發(fā)展。[3]1.4大氣環(huán)流機理的研究由于受第二次世界大戰(zhàn)中建立的高空掛測站影響，使各個大氣環(huán)流都浮現(xiàn)在人們面前，從動能平衡的角度來看，大氣環(huán)流是因為大氣在不同的介質(zhì)中的運動狀態(tài)各不相同，存在差異，其中受溫度影響較多，分布不均勻的大氣將形成環(huán)流系統(tǒng)。子50年代，許多科學家對此現(xiàn)象提出研究，結(jié)合東南亞地區(qū)的大氣環(huán)流季節(jié)所出現(xiàn)的種種現(xiàn)狀，得出現(xiàn)在的大氣環(huán)流不是累計的，而是受外界因素影響突變的結(jié)果。也就是說大氣環(huán)流并不是線性突變。通過對風場氣壓的探究，不斷地調(diào)整風場氣壓，發(fā)現(xiàn)對于不同強度的風場和氣壓的運動尺度各不相同。不同的運動尺度下，風場和氣壓存在著相互影響和制約的關系。對于在大尺度的運動風場風場在向著氣壓調(diào)整。而對于一些小尺度的風場則是風向?qū)鈮旱恼{(diào)整。在證明了這個理論后我國研究學者還提出了為適應環(huán)境發(fā)展，針對不同半球所處的不同地域，其地面的適應和悠遠低緩適應相關方面，應加以重視。[4]1.5熱帶大氣環(huán)流與波動的研究在50年代以前人們對大氣環(huán)流的研究更多的是關注在中高緯度。對于熱帶地區(qū)的大氣環(huán)流的研究投入較少。然后在50年代末期，60年代初期市場上掀起了一股熱帶研究的熱潮，人們將更多的精力投入到了熱帶領域。大量的統(tǒng)計資料顯示熱帶的大氣環(huán)流與波動的研究，使很多新興波動問世。比如Rossby-重力混合波和Kelvin波的發(fā)現(xiàn)為當時的赤道風向研究做出了重要的貢獻。隨著人們關注熱帶領域，使熱帶的資料更加完善，70年代人們逐漸地意識到了積云的流動對全球的大氣運動的影響。行星波力學的研究表明，波與波之間的流動是遵循著一定的原理的，也就是波作用量大氣守恒動力，在整體呈現(xiàn)在大氣環(huán)流上時，就會讓空氣中的基本氣流在分散時相互作用，在這個過程中會形成一個新的物理量。大氣環(huán)流之所以會存在分布不同的狀況是由于波輸送熱量和角動量不同。并不是所有的波和大氣環(huán)流間都會相互作用，在有的時候二者間不存在相互作用關系時，E-P理論也隨即問世。[5]1.6數(shù)值天氣預報和大氣環(huán)流數(shù)值的試驗的發(fā)發(fā)展50年代，隨著各種波的問世，許多科學家開始著手于波的研究。并且建立了各種模型，在這種基礎上，利用計算機的系統(tǒng)應用，做出了第一張帶有準確數(shù)值的天氣預報。這個圖紙的問世為我們研究天氣領域做出了重要的大跨步，我們不在是局限于模糊的天氣狀況，而是有了準確的數(shù)值，這樣客觀的數(shù)據(jù)使得天氣預報變成了可研究的一項科學。在60年代天氣預報已經(jīng)開始使用各種方程來直觀表達。在1997年開展的全球大氣研究計劃使天氣預報在數(shù)值的更新上有了更大的突越。2大氣科學的未來展望2.121世紀初大氣科學的發(fā)展趨勢在21世紀，大氣科學的發(fā)展的有一個顯著的特征，即出現(xiàn)學科交叉的現(xiàn)象。由于大氣科學的研究領域涉及氣圈，水圈，巖石圈等，它們間的相互作用共同影響著全球的氣候變化。其中發(fā)生的物理、化學變化將以一定的數(shù)值呈現(xiàn)出來，再由計算機將數(shù)值以一定數(shù)學規(guī)律呈現(xiàn)在圖紙上，從而研究天氣變化的規(guī)律。此過程涉及的科學技術復雜，因此需要完善我們的現(xiàn)代科技水平，如利用衛(wèi)星遙感，結(jié)合數(shù)學物理等多門學科的技術手段來檢測。結(jié)合計算機和現(xiàn)代的信息技術的使用，讓大氣科學在新世紀取得更卓越的成績。同時在21世紀，氣候預測已經(jīng)是現(xiàn)代科學的重要研究方向，它所關系到的有干旱和洪澇問題，將影響著一個國家的農(nóng)業(yè)發(fā)展。其中全球受氣候影響較大的多為農(nóng)業(yè)大國，如亞非季風區(qū)的國家。同時大氣也關系到人們自然環(huán)境，并將會深入到經(jīng)濟和社會發(fā)展。由于我國走的是可持續(xù)性發(fā)展道路，所以對于大氣科學的研究也非常重視。在新世紀初，政府部門出臺，半個各種政策有效的緩解環(huán)境污染，過度開發(fā)，河流污染等現(xiàn)實問題。這些都隸屬于大氣科學的分支領域，有效的管理能夠為大氣科學的研究打好基礎，奠定基石。使大氣科學的研究能走向更深的領域。2.2大氣科學發(fā)展中的問題任何科學的研究都需要一定的人力和資金的支撐，大氣科學在研究中面臨的首要問題就是資金不足，政府等相關部門雖壓實到大氣科學的重要，但重視力度不夠大，因此未來的大氣科學要想長久的發(fā)展下去首先就是要解決經(jīng)費短缺問題。其次在科技領域，美國日本等科技強國相繼的發(fā)明各種新型計算機，為他們的大氣研究提供了很大的發(fā)展空間，而我國的計算機技術始終是落于美國之后，使我們的設備很難追得上國際計算機的水平。大氣研究是一項關于全球環(huán)境的研究，而不是僅僅局限于某個國家的研究，因此為了讓各個國家收集的信息能夠發(fā)揮出價值，建議國與國之間應該多多溝通，交流信息，相互研究，為了全人類的生存環(huán)境共同進步。使分散的信息能夠集中統(tǒng)一。在國際宣傳方面，對于大氣科學的研究文章，我國的文章寥寥無幾，這就使我國的大氣研究沒有在國際上站穩(wěn)腳步，大氣研究部門應進一步針對這種現(xiàn)狀作出調(diào)整與改進。3結(jié)束語我國的大氣研究已經(jīng)在新世紀有了很大的成就，技術逐漸成熟。在結(jié)合計算機和現(xiàn)代電子信息的技術的使用的基礎上，使大氣科學將一系列復雜的反應變化，以一定的規(guī)律性，通過更加確切的數(shù)值，直觀的反應在圖紙上，便于研究人員額統(tǒng)計和分析。大氣科學的研究領域甚廣，海洋與高原都在其范圍內(nèi)，巖石圈和冰層、水圈也在其中，種種條件因素背后所涉及的環(huán)境問題和社會發(fā)展正是與我們的生活息息相關的，因此研究大氣科學也是在維護我們的生態(tài)領域?；仡櫞髿饪茖W的發(fā)展歷程，展望該領域的未來，會越來越被重視。參考文獻：陳文中層大氣行星波動力學研究進展與展望[A1.見:21世紀初大氣科學的回顧與展望[C].國家自然科學基金委員會等編北京:氣象出版社,2001.120-123.HoughtonJ.全球變暖[M].北京氣象出版社,1998.黃榮輝，曾慶存楊大升大氣環(huán)流與大尺度動力學研究進展及2000年研究展望[A].見2000