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内容简介

　　《地球科学学科前沿丛书：大气科学和全球气候变化研究进展与前沿》以中国科学院学部开展的“中国科学院学部学科发展战略研究项目”的研究成果为基础，由以院士为主体、众多专家参与的学科发展战略研究组经过深入调查和广泛研讨共同完成。本书介绍了大气科学和全球气候变化的重要前沿科学问题和若干重大科学问题的进展与回顾，其中包括地球模拟系统，天气学，气候学，陆面过程，海洋动力学，中尺度动力学和季风动力学以及大气化学和中层大气的研究进展。并针对当前大气科学和全球气候变化的主要问题采取的重要措施和建议。

内页插图

目录

国际前沿与科学问题大气科学和全球气候变化研究的发展及重大科学问题未来地球国际大气平流层研究最新发展方向简介WMO与NNAA战略规划解析若干领域研究进展回顾与问题东亚季风气候系统动力学与我国气候灾害预测——我国大气科学的一个前沿研究课题全球变化研究的主要科学问题与进展季风、天气气候灾害及其动力学若干前沿问题地球系统模式中国对国际耦合模式比较计划的贡献：回顾、现状与挑战陆气相互作用与青藏高原的气候效应及其观测海洋热力异常对中国气候的影响平流层与中间层大气动力学的研究进展与急需研究的问题中尺度动力学研究进展大气化学与气候变化…行星大气研究进展综述措施与建议地球系统数值模拟装置地球系统观测与大型观测试验基地建设中层大气综合观测平台建设我国高校大气科学学科建设和人才培养现状、问题及建议发展大气科学，培养创新人才

精彩书摘

　　（一）建立了全球多层次、多尺度的三维大气观测网　　大气探测是大气科学的基础，只有具备充分的观测资料，大气科学的各分支领域才有可能得到发展。经过百年的努力，全球已建立了多层次、多尺度的可定时观测的三维大气观测网，它不仅包括常规观测网，而且还包括空基遥感和地基遥感等非常规观测网（国家自然科学基金委员会，1995；许健民，2000）。　　1．建立了多层次、多尺度可定时观测的大气观测网　　在20世纪初，大气探测一般只能在地面上对大气温、湿、压进行观测。20世纪20年代无线电探空仪的发明（1928年）及30～40年代第二次世界大战对天气预报的需求，使得高空大气探测迅速在陆地上推广；到了50年代，在全球的陆地上初步形成了可定时进行观测的高空和地面观测网；在60年代，气象卫星发射成功，使得对大气的空基遥感探测成为可能。因为对大气的空基遥感具有许多优点，特别是可以探测到海洋、沙漠和高原区域上空大气中难以用常规方法观测到的气象要素，因此，在60年代之后，卫星遥感资料、图像和数据广泛应用于对地球大气各种要素分布的分析。通过这些遥感资料不仅可以得到全球云的分布状况，而且可以获得更高层次的气象要素。经过近半个世纪的努力，大气探测已形成了全球多层次、多尺度可定时观测的三维探测网，不仅在全球建立了地面、高空气象要素的常规观测网，而且形成了以气象卫星为中心的全球非常规大气观测网（许健民，2000）。这个全球大气观测网不仅可以为研究大尺度大气环流的变化，以及中小尺度气象系统的发生、发展提供丰富的观测事实，而且还可以为天气预报和气候预测提供大量的观测资料。　　2．建立了空基大气遥感观测体系　　从20世纪70年代末起，大气遥感技术不仅实现了空基定性遥感向定量遥感的转变，而且建立起高轨地球静止环境业务卫星的观测系统（GOES）。这个系统由四个地球静止卫星组成，它的观测区域覆盖了地球大部分地区。此外，还建立了第三代低轨业务卫星系统。由于两个业务气象卫星系统可以连续观测到没有常规观测地区大气的气象要素，如海洋、沙漠、高原地区上空的气象要素，因此，这个观测体系不断得到发展和完善，特别在90年代之后它得到进一步发展，由被动空基遥感向自动空基遥感转移。例如，将地面上所用的雷达探测安装在气象卫星上，使大气各层的温、压、湿，以及低层风和可降水量的探测误差大大减小，并且，使全球的风场和雨强的探测也成为可能。可以说，空基遥感技术的广泛应用，使得全球天气和气候探测系统的建立成为可能（邱金桓，2000）。　　3．地基遥感技术的发展　　在空基遥感技术发展的同时，地基遥感技术也大大发展，除将天气雷达和多普勒天气雷达广泛应用于中小尺度系统的探测外，还利用微波、红外线和激光来探测大气的温、湿等要素。现在，使用激光探测器可测定大气的温度、水汽、气压、气溶胶浓度、风、湍流、云、降水和能见度等气象要素和物理量，这为局部大气环境的研究提供有用的观测资料。因此，微波、红外线和激光等地基遥感资料在气象和环境业务中不断得到应用。　　4．大气辐射的测量成为大气和地球系统观测的重要手段　　20世纪40～50年代大气分子光谱的精细研究，使得利用高空传感器对地球大气各种辐射的遥感测量成为可能。1960年，美国成功发射了“泰罗斯一号”气象卫星，这为空基遥感测量大气各种要素的变化开辟了新途径。空基遥感技术的发展不仅使其他大气科学分支领域大大发展，也使得大气物理学本身得到发展。到了20世纪90年代，大气辐射的测量已成为对大气和地球系统进行空基遥感观测的重要手段，它不仅使大气科学得到很大发展，而且也使得地球科学有关学科取得明显的进展。因此，这也是20世纪大气科学研究的重要成就。　　（二）建立了大气环流波动理论体系和天气预报的理论基础　　大气环流与大尺度动力学不仅研究全球大气运动的形态、性质、演变及其机制，而且研究水平尺度为5000～6000千米及以上大尺度扰动系统的演变及其机制。大气环流与大尺度动力学研究的发展是20世纪大气科学理论研究发展的核心部分，它的发展带动了大气科学其他分支领域的发展（黄荣辉，2001）。　　……

前言/序言

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