气象学与气候学周淑贞_气象学与气候学第二版
1.什么是天气现象
2.地理科学是 什么专业
3.天氣晴朗与什么有关?
4.地质时期,历史时期,近代气候变化的原因是什么
5.为什么会下雨
6.夏天,海边昼夜温差大还是内陆昼夜温差大?
7.气候及其变迁的原因
8.比较城市与郊区大气特征的异同
天气是一定区域短时段内的大气状态(如冷暖、风雨、干湿、阴晴等)及其变化的总称。天气系统通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度,而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合,构成大范围的天气形势,构成半球甚至全球的大气环流。
天气系统总是处在不断新生、发展和消亡过程中,在不同发展阶段有其相对应的天气现象分布。因而一个地区的天气和天气变化是同天气系统及其发展阶段相联系的,是大气的动力过程和热力过程的综合结果。
各类天气系统都是在一定的大气环流和地理环境中形成、发展和演变着,都反映着一定地区的环境特性。比如极区及其周围终年覆盖着冰雪,空气严寒、干燥,这一特有的地理环境成为极区低空冷高压和高空极涡、低槽形成、发展的背景条件。赤道和低纬地区终年高温、潮湿,大气处于不稳定状态,是对流性天气系统产生、发展的必要条件。中高纬度是冷、暖气流经常交绥地带,不仅冷暖气团你来我往交替频繁,而且其斜压不稳定,是锋面、气旋系统得以形成、发展的重要基础。天气系统的形成和活动反过来又会给地理环境的结构和演变以深刻影响。因而认识和掌握天气系统的形成、结构、运动变化规律以及同地理环境间的相互关系,对于了解天气、气候的形成、特征、变化和预测地理环境的演变都是十分重要的。
参考资料:
什么是天气现象
哎哟,地理专业大学有24个。看你学哪个专业,有的出来教书,有的出来搞地质,有的研究地壳地震。有的当科学家研究天文,有的在地图出版社绘制地图。教书是最好就业的,其它都需要单位层层考核。
1 地理学引论
课程内容:地理学的研究对象和任务,地理学的产生发展和主要学派,基本地理过程和基本地理规律,人地关系的区域协调和持续发展,地理技术,现代地理学发展趋势以及中国地理学近期重点研究的领域。
考核方式:作业、开卷考试
教 材:《地理科学导论》王铮主编,高等教育出版社1993年;《地理学思想简史》杨吾杨,高等教育出版社1989年
参考书目:《地理科学》国家自然科学基金委,科学出版社1989年;《论地理科学》钱学森,浙江教育出版社1994年;《理论地理学概论》王铮、丁金宏等,科学出版社1994年;《现代地理学辞典》左大康主编,商务印书馆1990年
2 地球概论
课程类别:专业基础课 学时:48 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解整个大的宇宙空间以及基本的天文学知识,同时了解地球内部的基本结构,即对地球系统知识进行初步的了解与认识,为学习地理学其它专业课程打下基础。
课程内容:地球概论是关于行星和地球的基础知识。它是以地球的整体为研究对象,其研究内容分为两个方面,即地球的天文学和地球的物理学。前者主要讲地球的运动及其地理意义以及地球和月球的关系,这是本课程的重点,这部分还包括地球的宇宙环境及地理坐标和天球坐标。后者简要讲述地球的形状、大小、内外结构及其物理性质。
参考书:刘南,地球概论,高等教育出版社。
3 地质学基础
课程类别:专业基础课 学时:56 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的: 地理科学专业的专业基础课,它对引导学生进行地理知识学习和培养地理思维的有重大作用,能够使学生树立科学的地球观和世界观,初步掌握地质理论基础知识和基本技能;同时也为其他地理专业课程的学习奠定基础。
课程内容:主要包括三部分。 课堂讲授——侧重于地质学基本概念、基本原理和基本方法的论述、说明;室内实验——室内实习是使学生加深、融会贯通课堂讲授内容的过程,安排在有关章节授课之后,在实验室中,借助实物标本、模型、等教具进行观察分析和实验操作;野外实习——结合课堂和校内教学内容,使学生在野外对矿物、岩石、构造等地质基本现象、基本概念、基本原理进一步深入理解。
参考书:陈智,基础地质学,地图出版社;宋春青等,地质学基础,高教出版社;赵不亿等,普通地质学,地质出版社;张宝政等,地质学原理,地质出版社。
4 气象学与气候学
课程类别:专业基础课 学时:72 学分:4 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解气候变化基本规律以及天气变化的基本原因,为深入理解地理环境形成、演变规律等奠定基础。
课程内容:系统介绍气象学与气候学有关内容,包括大气能量、水分和大气运动、大气环境、大气系统,在此基础上分析气候系统的形成、气候属性、气候变化及人类对气候的影响,青藏高原对气候的影响,城市气候等。
参考书:周淑贞、张超,城市气候学导论,上海华东师范大学出版社,1985;王绍武,气候系统引论功,气象出版社; Lockwood JG ,气候成因,卢言文芳译,气象出版社,1985。
5 地貌学
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解、认识各种地貌并理解各自的形成原因,是地理专业野外考察的必备知识。
课程内容:地貌学是地理专业的必修基础课程,主要研究地表的形态特征、成因、分布及其发育规律。先修课要求:地质学基础。
参考书:地貌与第四纪地质,高等教育出版社;地貌学,高等教育出版社。
6 水文与水学
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生认识水的分布和利用现状,理解水循环规律,并认识水圈在地球表层系统的角色和作用,是地理及相关专业的必修基础课程。
课程内容:主要介绍水文要素的基本知识和基础理论,以水循环和水量平衡为纲,着重研究水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系。
参考书:黄锡荃,水文学,高等教育出版社;武吉华,自然地理基础,北京师范大学出版社;熊怡,中国的河流,人民教育出版社。
7 土壤地理学
课程类别:专业基础课 学时:72 学分:4 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解土壤的形成原因,土壤肥力及其土壤的基本物质循环,并认识土壤圈在地质大循环和生物小循环中的作用,充分理解土壤在生态环境变迁中的响应和反馈功能,认识土壤环境变化对全球变化研究的重要作用和保证人类粮食安全的关键性。
课程内容:主要内容包括土壤的组成、性质和分类、土壤的形成条件及地理分布规律;土壤基本实验,土壤学野外样及其土壤剖面野外判别常识和土壤化学基本理论。
参考书:李天杰,土壤地理学,高等教育出版社;南京大学等,土壤学基础与土壤地理学,人民教育出版社;中国科学院南京土壤研究所,中国土壤,科学出版社;中国科学院南京土壤研究所土壤系统分类课题组等,中国土壤系统分类(修订方案),中国农业科技出版社。
8 植物地理学
课程类别:专业基础课 学时:63 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生认识常见的植物,并系统学习植物的分类知识,掌握植物生长和演替的基本规律,并了解基本的生态学知识,认识地理环境因素对植物生长发育的影响和植物的逆境生理。
课程内容:各种生态因素对生物生长发育的影响(包括人类活动及生物之间的影响),生态系统,生物群落及其主要类型,生物区系,生物地理野外调查方法。
参考书:武吉华、张绅编,植物地理学,哈尔滨地图出版社;北京大学等编,植物地理学,高等教育出版社。
9 地图和测量学
课程类别:专业基础课 学时:72 学分:4 考核方式:闭卷
课程目的:通过本课程的学习,使学生掌握地图和测量学的理论知识,培养学生运用地图和绘制教学地图的能力,同时掌握基本的土地、工程测量基本技能。
课程内容:地图和测量学是以地图信息传递为中心的、探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学,同时包括土地、工程基本测量知识和实践技能。
参考书: 蔡孟裔,新编地图学教程,高等教育出版社;测量与地图学,高教出版社。
10 地理信息系统
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:设置本课程的目的是使学生掌握地理信息系统常用软件的应用,硬件设备的操作,以及信息处理的一般步骤和方法。
课程内容:地理信息系统是地理科学专业必修课程。主要内容包括地理信息系统的基本知识、遥感数值图像处理系统与地理信息系统的结合、地理信息系统对图形图像的三维仿真表达方法和实际应用、专题应用信息系统和电子地图以及常用地理信息系统软件等。
参考书:地理信息系统概论,黄杏元主编,高等教育出版社;地理信息系统实习教程,黄杏元主编,高等教育出版社;地理信息系统,张超主编,高等教育出版社;地理信息系统导论,Kang-tsung Chang 著,陈健飞等译,科学出版社。
11 遥感概论
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式: 闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握遥感基本原理、遥感图像的获得和解译方法,并了解遥感的最新技术进展。
课程内容:遥感基本概念;遥感理论基础,包括遥感电磁辐射基础、遥感光学基础;遥感数据获取,包括传感器、航空遥感、航天遥感和微波遥感;遥感数据处理,即图像校正和增强;遥感信息提取,包括图像目视判读和计算机信息提取,以及遥感技术应用。
参考书:梅安新等,遥感导论,高等教育出版社;刘慧平,遥感实习教程,高等教育出版社;吕国锴等,遥感概论,高等教育出版社;彭望禄,遥感概论,高等教育出版社。
12 环境学概论
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:设置本课程的目的是使学生了解人类与环境的基本知识和基本理论。本课程的理论性较强,教学中要理论联系实际,培养学生科学的环境观。
课程内容:环境学概论是地理科学专业必修课程。主要内容是人类环境的基本理论、人类与环境的关系、环境污染及其治理、人类环境保护等。
参考书:刘培桐主编,环境学概论,高等教育出版社;刘翊亭等,环境学导论,清华大学出版社。
13 人文地理学
课程类别:专业基础课 学时:54;学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生具备必要的人文基础知识并能对其实践研究奠定了必要的理论基础,并充分了解当前人文地理学所面临的人口、、环境、可持续发展等重大问题。
课程内容:全面阐述人文地理学的基本理论(人地关系论、行为论、区位论等)和主要方法,以及人文地理学的各分支学科(人口地理学、旅游地理学、城市地理学、文化地理学、政治地理学、行为地理学)的基本概念和理论。
参考书:张小林等,人文地理学导论,测绘出版社;金其铭等,人文地理概论,高等教育出版社;王恩涌,人文地理学,高等教育出版社。
14 经济地理学
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的: 通过学习,使学生了解经济地理学的基本理论和研究方法,并为进一步深入研究为经济建设服务,奠定必要的理论基础。
课程内容:经济地理学导论是地理科学专业必修课程。全面阐述经济地理学的基本理论(重点介绍:产业结构和产业布局以及区域经济规划和发展的基本理论和演变规律)和主要方法,介绍国内外经济地理学发展动向和各派学说观点。
参考书:李小建主编,经济地理学,高等教育出版社; 经济地理学导论,华东师范大学出版社;刘再兴,生产布局学原理,中国人民大学出版社;陈才等,经济地理学基础,高等教育出版社;刘再兴,工业地理学,商务印书馆;周起业等,区域经济学,中国人民大学出版社。
15 中国自然地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握中国的自然地理概况,自然地理的分布和区划等。
课程内容:系统论述全国性的主要自然地理问题,包括自然结构及其评价,海域与岛屿,灾害与环境等;并分区阐述各区域发展的自然环境条件,自然区划问题。
参考书:赵济主编,中国自然地理,高等教育出版社;上海师大等编,中国自然地理,人民教育出版社。
16 中国经济地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握中国区域经济发展现状,以及中国的区域发展战略,了解经济发展的地区差异和产业布局规律。
课程内容:系统论述全国性的主要经济地理问题,包括人口与经济规律,文化传统与现代化,景观与区划,国土整治与区域发展战略等;区域分析部分将全国分为 8个综合区,分区阐述区域经济发展的特点,开发利用中的问题及区域发展方向。先修课要求:人文地理学、自然地理学等。
参考书:吴传钧主编,中国经济地理,科学出版社;谢光辉,中国经济地理,中国财政经济出版社
17 世界自然地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握世界的自然地理概况,自然地理的分布和区划等;培养学生对全球问题学习的理解能力、研究全球问题的创新能力和捕捉全球问题新信息的能力。
课程内容:系统论述全球性的主要自然地理问题,包括全球地表形态与全球气候,全球陆地自然带的基本格局,灾害与环境等;并分区阐述各大洲自然环境条件,自然区划问题。
参考书:刘德生主编,世界自然地理,高等教育出版社;冯忠江,世界自然地理,中国环境科学出版社。
18 世界经济地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握世界区域经济发展现状,以及中国的区域发展战略,了解经济发展的地区差异和产业布局规律。
课程内容:系统论述全球性的主要经济地理问题,包括全球人地关系发展的历史轨迹,全球人类活动的基本地理格局,分别阐述了各洲及其主要国家或地区的经济与社会发展的特点,人地关系问题及对外经济与社会关系问题等。
参考书:陈才主编,世界经济地理,北京师范大学出版社。
19 综合自然地理学
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解部门自然地理学之间的关系,掌握自然地理学的综合性概念和一般性原理,培养学生的综合能力。
课程内容:自然地理学的一般原理和综合性概念,论述了综合自然地理学的研究对象、发展简史、自然地理系统的整体性、物质与能量结构、时间结构、地域分异规律、综合自然区划、土地分级与分类、土地评价、土地利用/土地覆被变化、人类与自然地理系统的相互关系及综合自然地理学的应用研究等。
参考书:伍光和,综合自然地理学,高等教育出版社;葛京凤,中国环境科学出版社。
20 城市地理学
课程类别:专业选修课 学时:54 学分:2 考核方式:闭卷
课程目的:通过对城市化、城市地域结构和城市体系的理论与方法的学习,掌握城市发展的机制与规律。培养学生分析、解决城市城市问题的能力。
课程内容:城市化原理、城市地域结构、城市体系、城市问题。
参考书:许学强、周一星、宁越敏,城市地理学,高等教育出版社;周一星,城市地理学,商务印书馆;顾朝林,中国城市地理,商务印书馆。
21 计量地理学
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目标:培养学生既掌握一定的计量地理学基本理论知识和基本研究方法,又能结合我国社会经济建设的需要,具备运用计量地理学的知识分析问题和解决实际问题的能力。
课程内容:研究地理系统的分析方法、地理模型的建立、地理要素统计分析、地理预测和地理决策等,从质和量两个方面揭示地理系统的变化规律。
参考书:徐建华,计量地理学,高等教育出版社;张超,计量地理学基础,高等教育出版社。
22 全球变化
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目标:通过学习,使学生了解全球变化研究最新进展,以及全球变化的基本研究方法,培养学生的全球观念和意识。
课程内容:全球变化研究的基本问题、全球变化研究的主要方法、环境演变与全球变化、人类活动与全球变化。
参考书:张兰生,全球变化,高等教育出版社;杨达源,全球变化与区域响应,化学工业出版社;朱诚,全球变化科学导论,南京大学出版社。
23 旅游地理学
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目标:通过这门课的教学,让学生了解旅游地理学,并将所学的知识应用到教学和实践中,同时对其自身的旅游活动也有指导作用。
课程内容:了解旅游者行为,旅游需求,旅游环境容量在旅游规划中的应用,旅游评价方法,了解旅游开发对区域的影响,了解规划的程序并能在实践中应用。
参考书:保继刚,楚义芳编著,旅游地理学,高等教育出版社;现代旅游地理学,卢云亭编著,江苏人民出版社;旅游学,苏文才,孙文昌主编,高等教育出版社;中国旅游,石高俊编著,江苏教育出版社。
24 中学地理教法
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:着重培养学生在地理教学中的基本教学技能与地理教学研究的能力,使其成为合格的高水平的地理教师。
课程内容:中学地理教法以中学地理教学为研究对象,主要内容包括地理教学的目的、任务、内容、中学生的学习心理、教学的基本方法、教师素质及其评价等方面。
参考书:王树声,中学地理教材教法,高教出版社;刁传芳,中学地理教学法,北京师范大学出版社;王民等,地理与环境教育,广西教育出版社;王民等,地理教学法——概念,北京师范大学出版社;陈澄,地理教学论,上海教育出版社。
地理科学是 什么专业
天气是一定区域短时段内的大气状态(如冷暖、风雨、干湿、阴晴等)及其变化的总称。天气现象通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动现象。各种天气现象都具有一定的空间尺度和时间尺度,而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合,构成大范围的天气形势,构成半球甚至全球的大气环流。
天气现象总是处在不断新生、发展和消亡过程中,在不同发展阶段有其相对应的天气现象分布。因而一个地区的天气和天气变化是同天气系统及其发展阶段相联系的,是大气的动力过程和热力过程的综合结果。
各类天气现象都是在一定的大气环流和地理环境中形成、发展和演变着,都反映着一定地区的环境特性。比如极区及其周围终年覆盖着冰雪,空气严寒、干燥,这一特有的地理环境成为极区低空冷高压和高空极涡、低槽形成、发展的背景条件。赤道和低纬地区终年高温、潮湿,大气处于不稳定状态,是对流性天气系统产生、发展的必要条件。中高纬度是冷、暖气流经常交绥地带,不仅冷暖气团你来我往交替频繁,而且其斜压不稳定,是锋面、气旋系统得以形成、发展的重要基础。天气现象的形成和活动反过来又会给地理环境的结构和演变以深刻影响。因而认识和掌握天气现象的形成、结构、运动变化规律以及同地理环境间的相互关系,对于了解天气、气候的形成、特征、变化和预测地理环境的演变都是十分重要的。
天氣晴朗与什么有关?
要学"测量与地图学"
"行星地球概论"
"地质学基础"
"气候气象学基础"
"高等数学"
"水文学"
"植物地理学".....
以后可以:考公务员(国土局方面),地理老师,GIS......
地理科学专业 一、学 科:理学
门 类:地理科学类
专业名称:地理科学
一级学科:地理学
相近专业:地理信息系统、土地管理、环境管理
二、主要课程:地球概论、地质学基础、地貌学、气象与气候学、地理信息系统、人文地理学、植物地理学、土壤地理学、水文学、测量与地图学、中国地理、世界地理、多媒体课件制作、地理教学论、遥感概论等,由于各个学校不同而有不同的课程设置,详细可见各学校专业设置介绍。
三、专业培养目标:本专业以重基础、重技能、宽口径的人才培养理念为指导思想,在课程与课时设置上重视地理科学专业基础课程的教学,强化学生的地理实践与地理教学技能训练课程的教学、因学生而异开设选修课程以拓宽学生的知识领域。具体由于各个学校的培养目标不同而不同,详细可见各学校专业设置介绍。
四、专业培养要求:具体由于各个学校的培养目标不同而不同,详细可见各学校专业设置介绍。
五、学制:标准学制:四年(本科) 弹性学制:3-6年(本科)
六、授予学位:符合学位授予规定的可授予理学学士学位。
地理科学,就是地理教育,培养方向是初高中地理教师,现在几乎所有专业就业前景都不太好,至于地理科学专业,要看是哪个学校毕业的,在中学里面地理教师不是很受重视,远远不如语数外和理化生,不过补课很容易,因为文科生学地理总是学不好。
在高中地理属于边缘学科,地位不尴不尬的,毕竟学文科的人是少数。
在初中地理老师的地位就更低得多,因为中考不考地理。简直连体育老师都不如啊。
1 地理学引论
课程内容:地理学的研究对象和任务,地理学的产生发展和主要学派,基本地理过程和基本地理规律,人地关系的区域协调和持续发展,地理技术,现代地理学发展趋势以及中国地理学近期重点研究的领域。
考核方式:作业、开卷考试
教 材:《地理科学导论》王铮主编,高等教育出版社1993年;《地理学思想简史》杨吾杨,高等教育出版社1989年
参考书目:《地理科学》国家自然科学基金委,科学出版社1989年;《论地理科学》钱学森,浙江教育出版社1994年;《理论地理学概论》王铮、丁金宏等,科学出版社1994年;《现代地理学辞典》左大康主编,商务印书馆1990年
2 地球概论
课程类别:专业基础课 学时:48 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解整个大的宇宙空间以及基本的天文学知识,同时了解地球内部的基本结构,即对地球系统知识进行初步的了解与认识,为学习地理学其它专业课程打下基础。
课程内容:地球概论是关于行星和地球的基础知识。它是以地球的整体为研究对象,其研究内容分为两个方面,即地球的天文学和地球的物理学。前者主要讲地球的运动及其地理意义以及地球和月球的关系,这是本课程的重点,这部分还包括地球的宇宙环境及地理坐标和天球坐标。后者简要讲述地球的形状、大小、内外结构及其物理性质。
参考书:刘南,地球概论,高等教育出版社。
3 地质学基础
课程类别:专业基础课 学时:56 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的: 地理科学专业的专业基础课,它对引导学生进行地理知识学习和培养地理思维的有重大作用,能够使学生树立科学的地球观和世界观,初步掌握地质理论基础知识和基本技能;同时也为其他地理专业课程的学习奠定基础。
课程内容:主要包括三部分。 课堂讲授——侧重于地质学基本概念、基本原理和基本方法的论述、说明;室内实验——室内实习是使学生加深、融会贯通课堂讲授内容的过程,安排在有关章节授课之后,在实验室中,借助实物标本、模型、等教具进行观察分析和实验操作;野外实习——结合课堂和校内教学内容,使学生在野外对矿物、岩石、构造等地质基本现象、基本概念、基本原理进一步深入理解。
参考书:陈智,基础地质学,地图出版社;宋春青等,地质学基础,高教出版社;赵不亿等,普通地质学,地质出版社;张宝政等,地质学原理,地质出版社。
4 气象学与气候学
课程类别:专业基础课 学时:72 学分:4 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解气候变化基本规律以及天气变化的基本原因,为深入理解地理环境形成、演变规律等奠定基础。
课程内容:系统介绍气象学与气候学有关内容,包括大气能量、水分和大气运动、大气环境、大气系统,在此基础上分析气候系统的形成、气候属性、气候变化及人类对气候的影响,青藏高原对气候的影响,城市气候等。
参考书:周淑贞、张超,城市气候学导论,上海华东师范大学出版社,1985;王绍武,气候系统引论功,气象出版社; Lockwood JG ,气候成因,卢言文芳译,气象出版社,1985。
5 地貌学
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解、认识各种地貌并理解各自的形成原因,是地理专业野外考察的必备知识。
课程内容:地貌学是地理专业的必修基础课程,主要研究地表的形态特征、成因、分布及其发育规律。先修课要求:地质学基础。
参考书:地貌与第四纪地质,高等教育出版社;地貌学,高等教育出版社。
6 水文与水学
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生认识水的分布和利用现状,理解水循环规律,并认识水圈在地球表层系统的角色和作用,是地理及相关专业的必修基础课程。
课程内容:主要介绍水文要素的基本知识和基础理论,以水循环和水量平衡为纲,着重研究水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系。
参考书:黄锡荃,水文学,高等教育出版社;武吉华,自然地理基础,北京师范大学出版社;熊怡,中国的河流,人民教育出版社。
7 土壤地理学
课程类别:专业基础课 学时:72 学分:4 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解土壤的形成原因,土壤肥力及其土壤的基本物质循环,并认识土壤圈在地质大循环和生物小循环中的作用,充分理解土壤在生态环境变迁中的响应和反馈功能,认识土壤环境变化对全球变化研究的重要作用和保证人类粮食安全的关键性。
课程内容:主要内容包括土壤的组成、性质和分类、土壤的形成条件及地理分布规律;土壤基本实验,土壤学野外样及其土壤剖面野外判别常识和土壤化学基本理论。
参考书:李天杰,土壤地理学,高等教育出版社;南京大学等,土壤学基础与土壤地理学,人民教育出版社;中国科学院南京土壤研究所,中国土壤,科学出版社;中国科学院南京土壤研究所土壤系统分类课题组等,中国土壤系统分类(修订方案),中国农业科技出版社。
8 植物地理学
课程类别:专业基础课 学时:63 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生认识常见的植物,并系统学习植物的分类知识,掌握植物生长和演替的基本规律,并了解基本的生态学知识,认识地理环境因素对植物生长发育的影响和植物的逆境生理。
课程内容:各种生态因素对生物生长发育的影响(包括人类活动及生物之间的影响),生态系统,生物群落及其主要类型,生物区系,生物地理野外调查方法。
参考书:武吉华、张绅编,植物地理学,哈尔滨地图出版社;北京大学等编,植物地理学,高等教育出版社。
9 地图和测量学
课程类别:专业基础课 学时:72 学分:4 考核方式:闭卷
课程目的:通过本课程的学习,使学生掌握地图和测量学的理论知识,培养学生运用地图和绘制教学地图的能力,同时掌握基本的土地、工程测量基本技能。
课程内容:地图和测量学是以地图信息传递为中心的、探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性科学,同时包括土地、工程基本测量知识和实践技能。
参考书: 蔡孟裔,新编地图学教程,高等教育出版社;测量与地图学,高教出版社。
10 地理信息系统
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:设置本课程的目的是使学生掌握地理信息系统常用软件的应用,硬件设备的操作,以及信息处理的一般步骤和方法。
课程内容:地理信息系统是地理科学专业必修课程。主要内容包括地理信息系统的基本知识、遥感数值图像处理系统与地理信息系统的结合、地理信息系统对图形图像的三维仿真表达方法和实际应用、专题应用信息系统和电子地图以及常用地理信息系统软件等。
参考书:地理信息系统概论,黄杏元主编,高等教育出版社;地理信息系统实习教程,黄杏元主编,高等教育出版社;地理信息系统,张超主编,高等教育出版社;地理信息系统导论,Kang-tsung Chang 著,陈健飞等译,科学出版社。
11 遥感概论
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式: 闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握遥感基本原理、遥感图像的获得和解译方法,并了解遥感的最新技术进展。
课程内容:遥感基本概念;遥感理论基础,包括遥感电磁辐射基础、遥感光学基础;遥感数据获取,包括传感器、航空遥感、航天遥感和微波遥感;遥感数据处理,即图像校正和增强;遥感信息提取,包括图像目视判读和计算机信息提取,以及遥感技术应用。
参考书:梅安新等,遥感导论,高等教育出版社;刘慧平,遥感实习教程,高等教育出版社;吕国锴等,遥感概论,高等教育出版社;彭望禄,遥感概论,高等教育出版社。
12 环境学概论
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:设置本课程的目的是使学生了解人类与环境的基本知识和基本理论。本课程的理论性较强,教学中要理论联系实际,培养学生科学的环境观。
课程内容:环境学概论是地理科学专业必修课程。主要内容是人类环境的基本理论、人类与环境的关系、环境污染及其治理、人类环境保护等。
参考书:刘培桐主编,环境学概论,高等教育出版社;刘翊亭等,环境学导论,清华大学出版社。
13 人文地理学
课程类别:专业基础课 学时:54;学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生具备必要的人文基础知识并能对其实践研究奠定了必要的理论基础,并充分了解当前人文地理学所面临的人口、、环境、可持续发展等重大问题。
课程内容:全面阐述人文地理学的基本理论(人地关系论、行为论、区位论等)和主要方法,以及人文地理学的各分支学科(人口地理学、旅游地理学、城市地理学、文化地理学、政治地理学、行为地理学)的基本概念和理论。
参考书:张小林等,人文地理学导论,测绘出版社;金其铭等,人文地理概论,高等教育出版社;王恩涌,人文地理学,高等教育出版社。
14 经济地理学
课程类别:专业基础课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的: 通过学习,使学生了解经济地理学的基本理论和研究方法,并为进一步深入研究为经济建设服务,奠定必要的理论基础。
课程内容:经济地理学导论是地理科学专业必修课程。全面阐述经济地理学的基本理论(重点介绍:产业结构和产业布局以及区域经济规划和发展的基本理论和演变规律)和主要方法,介绍国内外经济地理学发展动向和各派学说观点。
参考书:李小建主编,经济地理学,高等教育出版社; 经济地理学导论,华东师范大学出版社;刘再兴,生产布局学原理,中国人民大学出版社;陈才等,经济地理学基础,高等教育出版社;刘再兴,工业地理学,商务印书馆;周起业等,区域经济学,中国人民大学出版社。
15 中国自然地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握中国的自然地理概况,自然地理的分布和区划等。
课程内容:系统论述全国性的主要自然地理问题,包括自然结构及其评价,海域与岛屿,灾害与环境等;并分区阐述各区域发展的自然环境条件,自然区划问题。
参考书:赵济主编,中国自然地理,高等教育出版社;上海师大等编,中国自然地理,人民教育出版社。
16 中国经济地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握中国区域经济发展现状,以及中国的区域发展战略,了解经济发展的地区差异和产业布局规律。
课程内容:系统论述全国性的主要经济地理问题,包括人口与经济规律,文化传统与现代化,景观与区划,国土整治与区域发展战略等;区域分析部分将全国分为 8个综合区,分区阐述区域经济发展的特点,开发利用中的问题及区域发展方向。先修课要求:人文地理学、自然地理学等。
参考书:吴传钧主编,中国经济地理,科学出版社;谢光辉,中国经济地理,中国财政经济出版社
17 世界自然地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握世界的自然地理概况,自然地理的分布和区划等;培养学生对全球问题学习的理解能力、研究全球问题的创新能力和捕捉全球问题新信息的能力。
课程内容:系统论述全球性的主要自然地理问题,包括全球地表形态与全球气候,全球陆地自然带的基本格局,灾害与环境等;并分区阐述各大洲自然环境条件,自然区划问题。
参考书:刘德生主编,世界自然地理,高等教育出版社;冯忠江,世界自然地理,中国环境科学出版社。
18 世界经济地理
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生掌握世界区域经济发展现状,以及中国的区域发展战略,了解经济发展的地区差异和产业布局规律。
课程内容:系统论述全球性的主要经济地理问题,包括全球人地关系发展的历史轨迹,全球人类活动的基本地理格局,分别阐述了各洲及其主要国家或地区的经济与社会发展的特点,人地关系问题及对外经济与社会关系问题等。
参考书:陈才主编,世界经济地理,北京师范大学出版社。
19 综合自然地理学
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目的:通过学习,使学生了解部门自然地理学之间的关系,掌握自然地理学的综合性概念和一般性原理,培养学生的综合能力。
课程内容:自然地理学的一般原理和综合性概念,论述了综合自然地理学的研究对象、发展简史、自然地理系统的整体性、物质与能量结构、时间结构、地域分异规律、综合自然区划、土地分级与分类、土地评价、土地利用/土地覆被变化、人类与自然地理系统的相互关系及综合自然地理学的应用研究等。
参考书:伍光和,综合自然地理学,高等教育出版社;葛京凤,中国环境科学出版社。
20 城市地理学
课程类别:专业选修课 学时:54 学分:2 考核方式:闭卷
课程目的:通过对城市化、城市地域结构和城市体系的理论与方法的学习,掌握城市发展的机制与规律。培养学生分析、解决城市城市问题的能力。
课程内容:城市化原理、城市地域结构、城市体系、城市问题。
参考书:许学强、周一星、宁越敏,城市地理学,高等教育出版社;周一星,城市地理学,商务印书馆;顾朝林,中国城市地理,商务印书馆。
21 计量地理学
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目标:培养学生既掌握一定的计量地理学基本理论知识和基本研究方法,又能结合我国社会经济建设的需要,具备运用计量地理学的知识分析问题和解决实际问题的能力。
课程内容:研究地理系统的分析方法、地理模型的建立、地理要素统计分析、地理预测和地理决策等,从质和量两个方面揭示地理系统的变化规律。
参考书:徐建华,计量地理学,高等教育出版社;张超,计量地理学基础,高等教育出版社。
22 全球变化
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目标:通过学习,使学生了解全球变化研究最新进展,以及全球变化的基本研究方法,培养学生的全球观念和意识。
课程内容:全球变化研究的基本问题、全球变化研究的主要方法、环境演变与全球变化、人类活动与全球变化。
参考书:张兰生,全球变化,高等教育出版社;杨达源,全球变化与区域响应,化学工业出版社;朱诚,全球变化科学导论,南京大学出版社。
23 旅游地理学
课程类别:专业选修课 学时:36 学分:2 考核方式:闭卷
课程目标:通过这门课的教学,让学生了解旅游地理学,并将所学的知识应用到教学和实践中,同时对其自身的旅游活动也有指导作用。
课程内容:了解旅游者行为,旅游需求,旅游环境容量在旅游规划中的应用,旅游评价方法,了解旅游开发对区域的影响,了解规划的程序并能在实践中应用。
参考书:保继刚,楚义芳编著,旅游地理学,高等教育出版社;现代旅游地理学,卢云亭编著,江苏人民出版社;旅游学,苏文才,孙文昌主编,高等教育出版社;中国旅游,石高俊编著,江苏教育出版社。
24 中学地理教法
课程类别:专业核心课 学时:54 学分:3 考核方式:闭卷
课程目的:着重培养学生在地理教学中的基本教学技能与地理教学研究的能力,使其成为合格的高水平的地理教师。
课程内容:中学地理教法以中学地理教学为研究对象,主要内容包括地理教学的目的、任务、内容、中学生的学习心理、教学的基本方法、教师素质及其评价等方面。
参考书:王树声,中学地理教材教法,高教出版社;刁传芳,中学地理教学法,北京师范大学出版社;王民等,地理与环境教育,广西教育出版社;王民等,地理教学法——概念,北京师范大学出版社;陈澄,地理教学论,上海教育出版社。
地质时期,历史时期,近代气候变化的原因是什么
天气是一定区域短时段内的大气状态(如冷暖、风雨、干湿、阴晴等)及其变化的总称。天气系统通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度,而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合,构成大范围的天气形势,构成半球甚至全球的大气环流。 天气系统总是处在不断新生、发展和消亡过程中,在不同发展阶段有其相对应的天气现象分布。因而一个地区的天气和天气变化是同天气系统及其发展阶段相联系的,是大气的动力过程和热力过程的综合结果。 各类天气系统都是在一定的大气环流和地理环境中形成、发展和演变着,都反映着一定地区的环境特性。比如极区及其周围终年覆盖着冰雪,空气严寒、干燥,这一特有的地理环境成为极区低空冷高压和高空极涡、低槽形成、发展的背景条件。赤道和低纬地区终年高温、潮湿,大气处于不稳定状态,是对流性天气系统产生、发展的必要条件。中高纬度是冷、暖气流经常交绥地带,不仅冷暖气团你来我往交替频繁,而且其斜压不稳定,是锋面、气旋系统得以形成、发展的重要基础。天气系统的形成和活动反过来又会给地理环境的结构和演变以深刻影响。因而认识和掌握天气系统的形成、结构、运动变化规律以及同地理环境间的相互关系,对于了解天气、气候的形成、特征、变化和预测地理环境的演变都是十分重要的。
参考资料:
为什么会下雨
气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变.既有自然因素,也有人为因素.在人为因素中,主要是由于工业革命以来人类活动特别是发达国家工业化过程的经济活动引起的.化石燃料燃烧和毁林、土地利用变化等人类活动所排放温室气体导致大气温室气体浓度大幅增加,温室效应增强,从而引起全球气候变暖.
夏天,海边昼夜温差大还是内陆昼夜温差大?
雨的成因:大自然的水始终都处在一个周而复始的循环状态中。开始时,地球表面的水蒸发,升上天空,成为看不见的水蒸气。上升的空气把水蒸气带上天空,蒸气上升时逐渐冷却,变成一些微小的水珠。这些水珠很小,在空中漂浮,就形成了云。云含有无数的小水珠,它们集结成较大的水珠。当这些水珠变得太重、太大,无法继续浮在空中时,它们就成为雨降落到地面上。
气候及其变迁的原因
当然是内陆昼夜温差大,因为内陆(土壤)的比热要比海洋(水)的比热要小,内陆白天会吸收大量的热能,晚上热能又迅速丧失,但海洋比热大,可以容纳更多的热量,白天吸收大量热能,而晚上又可以在少量散失的情况下保持水温,所以有时我们傍晚的时候赤脚走在海滩上,沙子的温度已经很冷了,但我们把脚伸进海水中,还是暖暖的,就是这个道理.
比较城市与郊区大气特征的异同
天气变幻无常,但在了解到它是怎样形成的,并充分、及早地掌握有关历史和现实的观测资料后,预测一个地区未来一段时间内的天气状况和发展趋势,还是可能做到的。如果综合一个地区长时期的气候要素(如气温、降雨量、湿度、风、气压等),便可发现,从总体上来看,它仍保持着相对的稳定性。所以,在黄河流域世代农耕的中国人,能总结出具有一定规律性的二十四节气。这种对一个地区多年天气状况的综合,就是通常所说的气候(climate)。而天气(weather)则是一个地区短时间内的气象要素的综合表现。
由于纬度的高低和地面状况的不同,使地球上不同地区的气候各具特色。气候可以分区。气候带(climatic zone) 是气候分区的最大一级单位。由于控制气候的最主要因素为太阳辐射和大气环流,因而气候带是沿纬度带分布的。现在通常将全球划分为热带(大致在南北回归线,南、北纬25°之间)、亚热带(南或北纬度25°~35°)、温带(南或北纬度35°~60°之间)和寒带(南或北纬度60°到极区)等4类,共7个气候带。在一个气候带内还可划分出若干个气候型。
从长时间来看,随着时间的推移,不同地质时期的气候和气候带是在变化着的。如果以气温的高低作为标志,我们可以看出,在地球演化历史上,全球气温有过大幅度的升降。冰川曾经不仅覆盖两极和高纬度地区,而且中低纬度地区也可广泛发育着冰川,被称为冰期(glacial age)。而在大冰期之间、气候相对比较温暖的时期,叫做间冰期(inter-glacial age)。在大冰期内,气候并不总是一样的寒冷,仍不时有冷暖的变化,可以再划出若干小冰期及相对比较温暖的小间冰期。
对地球过去的冷暖变化,主要是通过研究那些能指示气候特点的地质历史资料而得知的。新元古代(8亿~6亿年前)以前可以查证的材料不多,但已发现存在冰川活动的遗迹。现已查明,新元古代以来出现过3次大冰期:第一次冰期发生在新元古代(可细分为两个冰期);第二次冰期发生在古生代末期;第三次冰期从第四纪初期开始,最冷时,全球大陆20%~30%的面积被冰川覆盖。约在1万年前,第四纪冰川开始退缩,现已缩小到仅能覆盖大陆面积的10%左右,总的趋势是在变暖,人们把这个回暖的时期称为冰后期。在第四纪冰期中,气候有过多次冷暖变化,冰川时而扩大,但其间仍有波动(图4-6)。
图4-6 新生代的气候变化历史
气候为什么会发生大变迁,甚至有冰期出现呢?曾有人认为,太阳黑子活动增强或减弱,导致了冰期的出现。太阳辐射强度变化当然会对地球上的气候有影响,太阳黑子增多,即活动强烈时,能够引起气候异常,已是多次观测到的事实。但太阳辐射量是否可变化到足以造成冰期,恐怕很难。有些人认为是地球旋转轴倾斜度发生变化所造成的,使地球改变了相对于太阳的照射角度,因而增多或减少了从太阳那里得到的辐射量。其中塞尔维亚的天文学家米兰柯维奇(M.Milankovitsch)是一位杰出的代表,他根据对70万年以来中纬度地区的太阳辐射量变化,发现地球气候冷暖变化的数万年的周期,与地球运动的3个轨道要素[公转轨道的偏心率、黄道面与赤道面的交角,以及公转轨道近日点进动(也叫岁差)]一致。还有人认为,3次大冰期间隔的时间与太阳系绕系中心公转一周的时间大致相当,认为是太阳系进入星际尘埃物质较密集的区域时,太阳的辐射受到这些尘埃的阻挡,使地球上得到的热量减少,从而出现了冰期。另外,如果地球受到外来巨大陨星的撞击,激起大量粉尘进入大气层,阻挡了太阳的辐射,气候也会因此转冷,这也是一种可能(详见第十二章)。地球上岩石圈的运动引起海陆分布的剧变,生物、特别是人类活动,对气候的变迁都有重要影响,在本书有关章节中将另作讨论。
思考题
1.地球上为什么能有现在这样的大气圈?
2.有哪些因素在影响地球的气候?
3.现在地球气候发展的趋势是什么?
进一步阅读的书目
1.周淑贞.1996.气象学与气候学.北京:高等教育出版社.
2.巴里HG,乔利KJ.(16),.大气、天气和气候.北京:高等教育出版社.
3.竺可桢.19.竺可桢文集(有关篇章).北京:科学出版社.
4.布赖恩特E.19.刘东生等编译.2004.气候过程和气候变化.北京:科学出版社.
人类活动对气候的影响
人类活动对气候的影响有两种;一种是无意识的影响,即在人类活动中对气候产生的副作用;一种是为了某种目的,取一定的措施,有意识地改变气候条件。在现阶段,以第一种影响占绝对优势,而这种影响以以下三方面表现得最为显著,即①在工农业生产中排放至大气中的温室气体和各种污染物质,改变大气的化学组成;②在农牧业发展和其它活动中改变下垫面的性质,如破坏森林和草原植被,海洋石油污染等等;③在城市中的城市气候效应。自世界工业革命后的200年间,随着人口的剧增,科学技术发展和生产规模的迅速扩大,人类活动对气候的这种不利影响越来越大。
一、改变大气化学组成与气候效应
工农业生产排入大量废气、微尘等污染物质进入大气,主要有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)和氟氯烃化合物(CFCs)等。在制冷工业发展前,大气中本没有这种气体成分。CFC11在1945年、CFC12在1935年开始有工业排放。到1980年,对流层低层CFC11含量约为168×10-3mL/L而CFC12为285×10-3mL/L,到1990年则分别增至280×10-3mL/L和484×10-3mL/L,其增长是十分迅速的。
表·3 城市与效区气候特征比较
所示。可见除CO2外,其它温室气体在大气中的含量皆极微,所以称为微量气体。但它们的增温效
应极强①,而且年增量大,在大气中衰变时间长,其影响甚巨。
臭氧(O3)也是一种温室气体,它受自然因子(太阳辐射中紫外辐射对高层大气氧分子进行
光化学作用而生成)影响而产生,但受人类活动排放的气体破坏,如氟氯烃化合物、卤化烷化合物、N2O和 CH4、CO均可破坏臭氧。其中以CFC11、CFC12起主要作用,其次是N2O。自80年代初期以后,臭氧量急剧减少,以南极为例,最低值达-15%,北极为-5%以上,从全球而言,正常情况下振荡应在±2%之间,据1987年实测,这一年达-4%以上。从60°N—60°S间臭氧总量自18年以来已由平均为300多普生单位减少到1987年290单位以下,亦即减少了3—4%。从垂直变化而言,以15—20km高空减少最多,对流层低层略有增加。南极臭氧减少最为突出,在南极中心附近形成一个极小区,称为“南极臭氧洞”。自19年到1987年,臭氧极小中心最低值由270单位降到150单位,小于240单位的面积在不断扩大,表明南极臭氧洞在不断加强和扩大。在1988年其O3总量虽曾有所回升,但到1989年南极臭氧洞又有所扩大。1994年10月4日世界气象组织发表的研究报告表明,南极洲3/4的陆地和附近海面上空的臭氧已比十年前减少了65%还要多一些。但有资料表明对流层的臭氧却稍有增加。
大气中温室气体的增加会造成气候变暖和海平面抬高。根据目前最可靠的观测值的综合,自1885以来直到1985年间的100中,全球气温已增加0.6—0.9℃。全球增暖的趋势也是0.8℃左右。1985年以后全球地面气温仍在继续增加,多数学者认为是温室气体排放所造成的。图中列出三种不同情况温室气体的排放所产生的增温效应,从气候模式计算结果还表明此种增暖是极地大于赤道,冬季大于夏季。全球气温升高的同时,海水温度也随之增加,这将使海水膨胀,导致海平面升高。再加上由于极地增暖剧烈,当大气中CO2浓度加倍后会造成极冰融化而冰界向极地萎缩,融化的水量会造成海平面抬升。实际观测资料证明,自1880年以来直到1980年,全球海平面在百年中已抬高了10—12cm。据计算,在温室气体排放量控制在1985年排放标准情况下,全球海平面将以5.5cm/10a速度而抬高,到2030年海平面会比1985年增加20cm,2050年增加34cm,若排放不加控制,到2030年,海平面就会比1985年抬升60cm,2050年抬升150cm。
温室气体增加对降水和全球生态系统都有一定影响。据气候模式计算,当大气中CO2含量加倍后,就全球讲,降水量年总量将增加7—11%,但各纬度变比不一。
温室气体中臭氧层的破坏对生态和人体健康影响甚大。臭氧减少,使到达地面的太阳辐射中的紫外辐射增加。大气中臭氧总量若减少1%,到达地面的紫外辐射会增加2%,此种紫外辐射会破坏核糖核酸(DNA)以改变遗传信息及破坏蛋白质、能杀死10m水深内的单细胞海洋浮游生物,减低渔产,以及破坏森林,减低农作物产量和质量,削弱,人体免疫力、损害眼睛、增加皮肤癌等疾病。
此外,由于人类活动排放出来的气体中还有大量硫化物、氮化物和人为尘埃,它们能造成大气污染,在一定条件下会形成“酸雨”,能使森林、鱼类、农作物及建筑物蒙受严重损失。大气中微尘的迅速增加会减弱日射,影响气温、云量(微尘中有吸湿性核)和降水。
二、改变下垫面性质与气候效应
人类活动改变下垫面的自然性质是多方面的,目前最突出的是破坏森林、坡地、干旱地的植被及造成海洋石油污染等。
森林是一种特殊的下垫面,它除了影响大气中CO2的含量以外,还能形成独具特色的森林气候,而且能够影响附近相当大范围地区的气候条件。森林林冠能大量吸收太阳入射辐射,用以促进光合作用和蒸腾作用,使其本身气温增高不多,林下地表在白天因林冠的阻挡,透入太阳辐射不多,气温不会急剧升高,夜晚因有林冠的保护,有效辐射不强,所以气温不易降低。因此林内气温日(年)较差比林外裸露地区小,气温的大陆度明显减弱。
森林树冠可以截留降水,林下的疏松腐植质层及枯枝落叶层可以蓄水,减少降雨后的地表径流量,因此森林可称为“绿色蓄水库”。雨水缓缓渗透入土壤中使土壤湿度增大,可供蒸发的水分增多,再加上森林的蒸腾作用,导致森林中的绝对湿度和相对湿度都比林外裸地为大。
森林可以增加降水量,当气流流经林冠时,因受到森林的阻障和摩擦,有强迫气流的上升作用,并导致湍流加强,加上林区空气湿度大,凝结高度低,因此森林地区降水机会比空旷地多,雨量亦较大。据实测资料,森林区空气湿度可比无林区高15—25%,年降水量可增加6—10%。
森林有减低风速的作用,当风吹向森林时,在森林的迎风面,距森林100m左右的地方,风速就发生变比。在穿入森林内,风速很快降低,如果风中挟带泥沙的话,会使流沙下沉并逐渐固定。穿过森林后在森林的背风面在一定距离内风速仍有减小的效应。在干旱地区森林可以减小干旱风的袭击,防风固沙。在沿海大风地区森林可以防御海风的侵袭,保护农田。森林根系的分泌物能促使微生物生长,可以改进土壤结构。森林覆盖区气候湿润,水土保持良好,生态平衡有良性循环,可称为“绿色海洋”。
根据考证,历史上世界森林曾占地球陆地面积的2/3,但随着人口增加,农、牧和工业的发展,城市和道路的兴建,再加上战争的破坏,森林面积逐渐减少,到19世纪全球森林面积下降到46%,20世纪初下降到37%,目前全球森林覆盖面积平均约为22%。我国上古时代也有浓密的森林覆盖,其后由于人口繁衍,农田扩展和明清两代战祸频繁,到1949年全国森林覆盖率已下降到8.6%。建国以来,党和组织大规模造林,人造林的面积达4.6亿亩,但由于底子薄,毁林情况相当严重,目前森林覆盖面积仅为12%,在世界160个国家中居116位。
由于大面积森林遭到破坏,使气候变旱,风沙尘暴加剧,水土流失,气候恶化。相反,我国在解放后营造了各类防护林,如东北西部防护林、豫东防护林、西北防沙林、冀西防护林、山东沿海防护林等等,在改造自然,改造气候条件上已起了显著作用。
在干旱、半干旱地区,原来生长着具有很强耐旱能力的草类和灌木,它们能在干旱地区生存,并保护那里的土壤。但是,由于人口增多,在干旱、半干旱地区的移民增加,他们在那里扩大农牧业,挖掘和集旱生植物作燃料(特别是坡地上的植物),使当地草原和灌木等自然植被受到很大破坏。坡地上的雨水汇流迅速,流速快,对泥土的冲刷力强,在失去自然植被的保护和阻挡后,就造成严重的水土流失。在平地上一旦干旱时期到来,农田庄稼不能生长,而开垦后疏松了的土地又没有植被保护,很容易受到风蚀,结果表层肥沃土壤被吹走,而沙粒存留下来,产生沙漠化现象。畜牧业也有类似情况,牧业超过草场的负荷能力,在干旱年份牧草稀疏、土地表层被牲畜践踏破坏,也同样发生严重风蚀,引起沙漠化现象的发生。在沙漠化的土地上,气候更加恶化,具体表现为:雨后径流加大,土壤冲刷加剧,水分减少,使当地土壤和大气变干,地表反射率加大,破坏原有的热量平衡,降水量减少,气候的大陆度加强,地表肥力下降,风沙灾害大量增加,气候更加干旱,反过来更不利于植物的生长。
据联合国环境规划署估计,当前每年世界因沙漠化而丧失的土地达6万km2,另外还有21万km2的土地地力衰退,在农、牧业上已无经济价值可言。沙漠化问题也同样威胁我国,在我国北方地区历史时期所形成的沙漠化土地有12万km2,近数十年来沙漠化面积逐年递增,因此必须有意识地取积极措施保护当地自然植被,进行大规模的灌溉,进行人工造林,因地制宜种植防沙固土的耐旱植被等来改善气候条件,防止气候继续恶化。
海洋石油污染是当今人类活动改变下垫面性质的另一个重要方面,据估计每年大约有10亿t以上的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因,每年约有100万t以上石油流入海洋,另外,还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计,每年倾注到海洋的石油量达200—1000万t。
倾注到海中的废油,有一部分形成油膜浮在海面,抑制海水的蒸发,使海上空气变得干燥。同时又减少了海面潜热的转移,导致海水温度的日变化、年变化加大,使海洋失去调节气温的作用,产生“海洋沙漠化效应”。在比较闭塞的海面,如地中海、波罗的海和日本海等海面的废油膜影响比广阔的太平洋和大西洋更为显著。
此外,人类为了生产和交通的需要,填湖造陆,开凿运河以及建造大型水库等,改变下垫面性质,对气候亦产生显著影响。例如我国新安江水库于1960年建成后,其附近淳安县夏季较以前凉爽,冬季比过去暖和,气温年较差变小,初霜推迟,终霜提前,无霜期平均延长20天左右。
三、人为热和人为水汽的排放
随着工业、交通运输和城市化的发展,世界能量的消耗迅速增长,仅10年全世界消耗的能量就相当于燃烧了75亿t煤,放出25×1010J的热量。其中在工业生产、机动车运输中有大量废热排出,居民炉灶和空调以及人、畜的新陈代谢等亦放出一定的热量,这些“人为热”像火炉一样直接增暖大气。目前如果将人为热平均到整个大陆;等于在每平方米的土地上放出0.05W的热量。从数值上讲,它和整个地球平均从太阳获得的净辐射热相比是微不足道的,但是由于人为热的释放集中于某些人口稠密、工商业发达的大城市,其局地增暖的效应就相当显著。如所示,在高纬度城市如费尔班克斯、莫斯科等,其年平均人为热(QF)的排放量大于太阳净辐射;中纬度城市如蒙特利尔、曼哈顿等,因人均用能量大,其年平均人为热QF的排放量亦大于Rg。特别是蒙特利尔冬季因空调取暖耗能量特大,其人为热竟相当于太阳净辐射的11倍以上。但是像热带的香港,赤道带的新加坡,其人为热的排放量与太阳净辐射相比就微乎其微了。
在燃烧大量化石燃料(天然气、汽油、燃料油和煤等)时除有废热排放外,还向空气中释放一定量的“人为水汽”,根据美国大城市气象试验(METROMEX)对圣路易斯城由燃烧产生的人为水汽量为10.8×108g/h,而当地夏季地面的自然蒸散量为6.7×1011g/h。显然人为水汽量要比自然蒸散的水汽量小得多,但它对局地低云量的增加有一定作用。据估计目前全世界能量的消耗每年约增长5.5%。如按这个速度增加下去,到公元2000年,全世界能量消耗将比10年增加5倍,即年耗能为375亿t煤。其排放出的人为热和人为水汽又主要集中在城市中,对城市气候的影响将愈来愈显示其重要性。
表·2 若干不同城市人为热的排放量
此外,喷气飞机在高空飞行喷出的废气中除混有CO2外,还有大量水汽,据研究平流层(50hPa高空)的水汽近年来有显著的增加,例如1964年其水汽含量为2×10-3mL/L,10年就上升到3×10-3mL/L,这就和大量喷气飞机经常在此高度飞行有关。水汽的热效应与CO2相似,对地表有温室效应。有人计算,如果平流层水汽量增加5倍,地表气温可升高2℃,而平流层气温将下降10℃。在高空水汽的增加还会导致高空卷云量的加多,据估计在大部分喷气机飞行的北美—大西洋—欧洲航线上,卷云量增加了5—10%。云对太阳辐射及地气系统的红外辐射都有很大影响,它在气候形成和变化中起着重要的作用。
四、城市气候
城市是人类活动的中心,在城市里人口密集,下垫面变化最大。工商业和交通运输频繁,耗能最多,有大量温室气体、“人为热”、“人为水汽”、微尘和污染物排放至大气中。因此人类活动对气候的影响在城市中表现最为突出。城市气候是在区域气候背景上,经过城市化后,在人类活动影响下而形成的一种特殊局地气候。在80年代初期美国学者兰兹葆曾将城市与郊区各气候要素的对比总结如表·3所示。
从大量观测事实看来,城市气候的特征可归纳为城市“五岛”效应(混浊岛、热岛、干岛、湿岛、雨岛)和风速减小、多变。
(一)城市混浊岛效应
城市混浊岛效应主要有四个方面的表现。首先城市大气中的污染物质比郊区多,仅就凝结核一项而论,在海洋上大气平均凝结核含量为940粒/cm3,绝对最大值为39800粒/cm3;而在大城市的空气中平均为147000粒/cm3,为海洋上的156倍,绝对最大值竟达4000000粒/cm3,也超出海洋上绝对最大值100倍以上。再以上海为例,根据近5年(1986—1990年)监测结果,大气中SO2和NOx两种气体污染物城区平均浓度分别比郊县高8.7倍和2.4倍。
其次,城市大气中因凝结核多,低空的热力湍流和机械湍流又比较强,因此其低云量和以低云量为标准的阴天日数(低云量≥8的日数)远比郊区多。据上海近十年(1980—1989年)统计,城区平均低云量为4.0,郊区为2.9。城区一年中阴天(低云量≥8)日数为60天而郊区平均只有31天,晴天(低云量≤2)则相反,城区为132天而郊区平均却有178天。欧美大城市如慕尼黑、布达佩斯和纽约等亦观测到类似的现象。
第三,城市大气中因污染物和低云量多,使日照时数减少,太阳直接辐射(S)大大削弱,而因散射粒子多,其太阳散射辐射(D)却比干洁空气中为强。在以D/S表示的大气混浊度(又称混浊度因子turbidity foctor)的地区分布上,城区明显大于郊区。根据上海近27年(1959—1985年)观测资料统计计算,上海城区混浊度因子比同时期郊区平均高15.8%。在上海混浊度因子分布图上,城区呈现出一个明显的混浊岛。在国外许多城市亦有类似现象。
第四,城市混浊岛效应还表现在城区的能见度小于郊区。这是因为城市大气中颗粒状污染物多,它们对光线有散射和吸收作用,有减小能见度的效应。当城区空气中二氧化氮NO2浓度极大时,会使天空呈棕褐色,在这样的天色背景下,使分辨目标物的距离发生困难,造成视程障碍。此外城市中由于汽车排出废气中的一次污染物——氮氧化合物和碳氢化物,在强烈阳光照射下,经光比学反应,会形成一种浅蓝色烟雾,称为光化学烟雾,能导致城市能见度恶化。美国洛杉机、日本东京和我国兰州等城市均有此现象。
(二)城市热岛效应
根据大量观测事实证明,城市气温经常比其四周郊区为高。特别是当天气晴朗无风时,城区气温Tu与郊区气温Tr的差值△Tu-r(又称热岛强度)更大。例如上海在年10月22日20时天晴,风速1.8m/s,广大郊区气温在13℃上下,一进入城区气温陡然升高,等温线密集,气温梯度陡峻,老城区气温在17℃以上,好像一个“热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上。城市中人口密集区和工厂区气温最高,成为热岛中的“高峰”(又称热岛中心),城中心62中学气温高达18.6℃比近郊川沙、嘉定高出5.6℃,比远郊松江高出6.5℃,类似此种强热岛在上海一年四季均可出现,尤以秋冬季节晴稳无风天气下出现频率最大。
由于热岛效应经常存在,大城市的月平均和年平均气温经常高于附近郊区。
(三)城市干岛和湿岛效应
在表·2中指出城市相对湿度比郊区小,有明显的干岛效
应,这是城市气候中普遍的特征。城市对大气中水汽压的影响则比较复杂,以上海为例,据近7年(—1990年)城区11个站水汽压eu和相对湿度RHu的平均值与同时期周围4个近郊站平均水汽压er和相对负值。城郊水汽压和相对湿度都有明显的日变化。据实测△RHu-r的绝对日变化则不同,如果按一天中4个观测时刻(02、08、14、20时),分
却高于郊区的er(表·6),出现“城市湿岛”。在暖季4月至11月有明显的干岛与湿岛昼夜交替的现象,其中尤以8月份为最突出。
表·5 上海各月平均水汽压(hPa)和相对
湿度(%)的城郊对比(—1990年)
上述现象的形成,既与下垫面因素又与天气条件密切相关。在白天太阳照射下,对于下垫面通过蒸散过程而进入低层空气中的水汽量,城区(绿地面积小,可供蒸发的水汽量少)小于郊区。特别是在盛夏季节,郊区农作物生长茂密,城郊之间自然蒸散量的差值更大。城区由于下垫面粗糙度大(建筑群密集、高低不齐),又有热岛效应,其机械湍流和热力湍流都比郊区强,通过湍流的垂直交换,城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多,这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区,形成“城市干岛”。到了夜晚,风速减小,空气层结稳定,郊区气温下降快,饱和水汽压减低,有大量水汽在地表凝结成露水,存留于低层空气中的水汽量少,水汽压迅速降低。城区因有热岛效应,其凝露量远比郊区少,夜晚湍流弱,与上层空气间的水汽交换量小,城区近地面的水汽压乃高于郊区,出现“城市湿岛”。这种由于城郊凝露量不同而形成的城市湿岛,称为“凝露湿岛”,且大都在日落后若干小时内形成,在夜间维持。在城市干岛和城市湿岛出现时,必伴有城市热岛,这是因为城市干岛是城市热岛形成的原因之一(城市消耗于蒸散的热量少),而城市湿岛的形成又必须先具备城市热岛的存在。
城区平均水汽压比郊区低,再加上有热岛效应,其相对湿度比郊区显得更小。以上海为例,上海近7年(—1990年)年平均相对湿度,城中心区不足74%,而郊区则在80%以上,呈现出明显的城市干岛(图略)。经普查,即使在水汽压分布呈现城市湿岛时,在相对湿度的分布上仍是城区小于四周郊区。
在国外,城市干岛与湿岛的研究以英国的莱斯特、加拿大的埃德蒙顿、美国的芝加哥和圣路易斯等城市为著称。其关于城市湿岛的形成多数归因于城郊凝露量的差异,少数论及因城区融雪比郊区快,在郊区尚有积雪时,城区因雪水融比蒸发,空气中水汽压增高,因而形成城市湿岛。根据笔者对上海年全年逐日逐个观测时刻大气中水汽压的城郊对析,还发现上海城市湿岛的形成,除上述凝露湿岛外,还有结霜湿岛、雾天湿岛、雨天湿岛和雪天湿岛等,它们都必须在风小而伴有城市热岛时,才能出现。
(四)城市雨岛效应
城市对降水影响问题,国际上存在着不少争论。11—15年美国曾在其中部平原密苏里州的圣路易斯城及其附近郊区设置了稠密的雨量观测网,运用先进技术进行持续5年的大城市气象观测实验(METROMEX),证实了城市及其下风方向确有促使降水增多的“雨岛”效应。这方面的观测研究资料甚多,以上海为例,根据本地区170多个雨量观测站点的资料,结合天气形势。进行众多个例分析和分类统计,发现上海城市对降水的影响以汛期(5—9月)暴雨比较明显。在上海近30年(1960—1989年)汛期降水分布图上,城区的降水量明显高于郊区,呈现出清晰的城市雨岛。在非汛期(10月至次年4月)及年平均降水量分布图(图略)上则无此现象。
城市雨岛形成的条件是①在大气环流较弱,有利于在城区产生降水的大尺度天气形势下,由于城市热岛环流所产生的局地气流的辐合上升,有利于对流雨的发展;②城市下垫面粗糙度大,对移动滞缓的降雨系统有阻障效应,使其移速更为缓慢,延长城区降雨时间;③城区空气中凝结核多,其化学组分不同,粒径大小不一,当有较多大核(如硝酸盐类)存在时,有促进暖云降水作用。上述种种因素的影响,会“诱导”暴雨最大强度的落点位于市区及其下风方向形成雨岛。
城市不仅影响降水量的分布,并且因为大气中的SO2和NO2甚多,在一系列复杂的化学反应之下,形成硫酸和硝酸,通过成雨过程(rian out)和冲刷过程(wash out)成为“酸雨”降落,为害甚大。
(五)城市平均风速小、局地差异大、有热岛环流
城市下垫面粗糙度大,有减低平均风速的效应。这可以通过以下两方面的对比来证明:①同一地点在其城市发展的历史过程中风速的前后对比;②同一时期城市和郊区风速的对比。国内外大城市这方面的实测资料甚多,仍以上海为例,上海气象台自1884年即开始有风速观测记录,迄今已有一百余年。在百余年来,上海城市发展速度甚快,市区人口增加34倍强,房屋建筑密度增加亦快,年平均风速逐年明显地变小。表·7。
表·7 上海气象台历年年平均风速(m/s)(—1990年)
由表8·12可见,无论风速仪安装在何高度,其在同一高度所测得的风速,都是随着上海城市的发展,风速逐时段递减。以距地面12m的风速而论,最近5年(1986—1990年)的平均风速比90多年前(1894—1900年)的平均风速要减小34.2%。再从图8·25看,近10年上海城中心区平均风速(2.5m/s)要比远郊南汇(3.7m/s)小32.4%。
在大范围内,气压梯度极小的天气形势下,特别是晴夜,由于城市热岛的存在,在城区形成一个弱低压中心,并出现上升气流。郊区近地面的空气乃从四面八方流入城市,风向热岛中心辐合。
由热岛中心上升的空气在一定高度上又流向郊区,在郊区下沉,形成一个缓慢的热岛环流,又称城市风系,这种风系有利于污染物在城区集聚形成尘盖,有利于城区低云和局部对流雨的形成。我国上海、北京等城市都曾观测到此类城市热岛环流的存在。
此外,城市内部因街道走向、宽度、两侧建筑物的高度、型式和朝向不同,各地所获得的太阳辐射能就有明显的差异,在盛行风微弱时或无风时会产生局地热力环流。又当盛行风吹过鳞次栉比、参差不齐的建筑物时,因阻障效应产生不同的升降气流、涡动和绕流等、使风的局地变化更为复杂。
(选自周淑贞等《气象学与气候学》)