气象学
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气象学是把大气当作研究的客体,从定性和定量两方面来说明大气特征的学科,集中研究大气的天气情况和变化规律和对天气的预报。气象学是大气科学的一个分支。
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[编辑] 歷史
第一位建立氣象學的人是古希臘哲學家亞里士多德。在他的專書《氣象匯論》中,他最先敘述和粗淺地解釋了風、雲、雨、雪、雷、雹等天氣現象,而這書是世界上最早的氣象書籍。直到18-19世紀,由於物理學和化學的發展以及氣壓、溫度、濕度和風等測量儀器的陸續發明,使大氣科學研究由單純的描述進入了可以定量分析的階段。1820年,德國人布德蘭繪製了第一張地面天氣圖,開創了近代天氣分析和預報方法。1835年,法國人科利奧里提出風偏轉的概念,;而1857年荷蘭人白貝羅提出風和氣壓的關係,他們的概念都成為大氣動力學和天氣分析的基礎。
1920年前後,挪威的皮耶克尼斯父子提出了一套名為「極鋒學說」的理論,來說明中緯度地區的天氣變化情況。這套理論在1920年代發表之後,至今已有70多年,但仍然是今日作天氣預報的主要理論依據,亦為分析和預報未來1-2天的天氣奠定了理論基礎。20世紀30年代,無線電探空儀的廣泛使用,真正開始了三維空間的大氣科學研究。根據大量探空資料繪製的高空天氣圖,發現了大氣長波。1939年羅斯貝提出了長波動力學,他的理論亦對天氣預報有莫大的貢獻。到了1950年代至1960年代,電腦、天氣雷達,衛星和遙感的技術的應用,使大氣的各種現象,大至大氣環流,小至雨滴的形成過程,都可依照物理學和化學的數學形式來表示,從而使大氣科學有了突飛猛進的發展。[1]
[编辑] 研究方法
研究的方法主要有四種,分別為觀測研究、理論研究、數值模式研究及實驗研究[2]:
[编辑] 觀測研究
觀測研究是藉觀測去了解不同的大氣現象,可以說是氣象學理論的其中一塊基石,亦是一般氣象愛好者所關注的。觀測方法亦有很多種,氣象站、高空氣球、衛星雲圖、雷達回波圖等。觀測研究不只是觀測,也有一定程度的歸納和分析,例如一句「明天轉冷」,便是一種分析。此外,繪製天氣圖、整理熱帶氣旋路徑、氣候區域分類等,亦是觀測研究所要做的。
[编辑] 理論研究
理論研究有三大部份,除觀測外,物理和數學對理論研究亦很重要。理論可以從兩方面產生,一方面是從觀測數據中直接建立出來的,例如分析熱帶氣旋強度的德沃扎克分析法,另一方面是從物理理論或其他氣象理論演化出來的,例如地轉方程、氣壓梯度方程等。物理理論很多時需要數學的幫助,反過來說,數學語言有時更能使我們明白物理和氣象理論。
[编辑] 數值模式研究
數值模式研究是較少人所認識的,它們都需要相當的理論知識、電腦程序技巧和實驗技巧。數值模式研究會把不同的物理和氣象方程,以電腦程序的方式放進電腦裡,再計算出未來溫度、濕度、氣壓、風向等變化,以協助天氣預報或理論研究。
[编辑] 實驗研究
實驗研究同樣是較少人所認識的,實驗研究因數值模式研究的出現而比往日式微,但亦有其存在價值,例如要驗証某些理論,數值模式研究是做不到的。
[编辑] 气象学主题以及现象
其它:
[编辑] 气象测量仪表和设备
[编辑] 参见
气象学历史
极端价值学说
[编辑] 外部链结
Glossary of Meteorology - From the American Meteorological Society, an excellent reference of nomenclature, equations, and concepts for the more advanced reader.
[编辑] 参考文献
天气系统 | |
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行星尺度 | 副热带高压 - 西風帶 - 其他行星風系子系统 |
大尺度 | 熱帶輻合帶 - 西風槽 - 西風脊 - 极地涡旋 - 羅斯貝波 - 赤道反氣旋 - 季風槽 |
中尺度 | 切變線 - 熱帶氣旋 - 季候風 - 东风波 |
小尺度 | 雷暴 - 龍捲風 - 尘卷风 - 海陸風 - 飑线 - 對流 |
其他 | 溫帶氣旋 - 鋒面 - 逆溫層 |
氣象學資料與變數 |
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氣壓 - 斜壓度 - 雲 - 水蒸气 - 風 - 降水 - 閃電 - 對流 - 对流有效位能 - 對流抑制指數 - 露點 - 風寒指數 - 熱濕指數 - 濕度 - 溫度 - 位溫 - 相當位溫 - 海面溫度 - 太陽輻射 - 天氣圖 - 能見度 - 渦度 |