氣象基礎知識

氣象基礎知識一，人工影響天氣

1.概述

2.人工降水

3.人工消霧

4.人工防雹

5.人工消云

6.人工防霜凍

二，空氣污染

1,概述

2.空氣污染

3.污染源與污染物

4.大氣環(huán)境質量

5.大氣污染的危害與影響

6.大氣污染的防治

三，大氣科學

1.概述

2.厄爾尼諾現(xiàn)象

3.什么是天氣預報

4.什么是氣象、天氣和氣候

5.天氣學,天氣圖,副熱帶高壓,天氣,天氣系統(tǒng),氣團,鋒面,

溫帶氣旋,溫帶反氣旋,切變線,大氣環(huán)流,大氣動力學

人工影響天氣

根據(jù)人們的意愿，通過人為干預，使某些局地天氣現(xiàn)象朝有助于人們預定目的的方向轉化，以克服或減輕惡劣天氣引起的災害，這種改造自然的科學技術措施稱人工影響天氣。由于天氣過程的能量十分巨大，一種10立方公里的云體，其含水量的凝結潛熱相當于10萬噸煤燃燒發(fā)出的熱量，而一種臺風的水汽每分鐘釋放的潛熱，便相稱于20個百萬噸級核彈爆炸所釋放的能量數(shù)。因此直接制造和消滅一種天氣過程是不也許的，比較現(xiàn)實的作法是在云、降水和其他過程中某些關鍵環(huán)節(jié)，施放某些催化劑，因勢利導，促使天氣過程按預定方向發(fā)展，以少許代價換取巨大經濟效益。

中國人從17世紀至今的土炮、火炮消雹，便是人工影響天氣的例子。目前正在各國試驗的人工影響天氣項目有：人工降水、人工消霧、人工防雹、人工減弱臺風、人工消云、人工防霜凍、人工克制雷電等。我國從50年代開始，至今已在大多數(shù)省（自治區(qū)）開展了人工影響天氣試驗。世界上第一次對自然云作人工催化試驗則是1946年美國V.J.謝費爾等進行的，從那時起至今，全世界已經有80多國家與地區(qū)開展過人工影響天氣試驗。

i)人工降水也稱人工增雨，是根據(jù)不一樣云層的物理特性，選擇合適時機，用飛機、火箭彈向云中播散干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，促使云層降水或增長降水量。人工增雨常分為曖云催化劑增雨與冷云催化劑增雨。欲要曖云（溫度高于0℃的云）降水，就得使云中半徑不小于0.04毫米的大云滴有足夠的數(shù)密度，讓它們迅速與小云滴碰并增長，成為半徑超過1.0毫米的雨滴形成降水，因此在那些大云滴數(shù)密度小而無法形成降雨的云中，用飛機、炮彈攜帶等措施，播撒鹽粉、尿素等吸濕性粒子，使形成許多大云滴，便可導致形成或增長降水。欲要冷云降水，就得使冷云上部的冰晶數(shù)密度超過1個/升，對那些冰晶數(shù)密度局限性的冷云，用飛機等播撒干冰、碘化銀等催化劑，便可產生大量冰晶，促成或增長降水。為了弄清晰人工催化劑的效果，弄清人工增雨量的多少，常常要進行檢查。由于云和降水過程十分復雜，使人工降水和降水檢查的措施措施還都很不完善，有待深入深入研究。

ii)人工消霧

大霧減少能見度、影響飛機起降、輕易引起嚴重交通事故，人類但愿能適時進行人工消霧。我們把用人工播撒催化劑、人工擾動空氣混合或在霧區(qū)加熱等措施，使霧消散，稱為人工消霧。人工消霧分為人工消曖霧（霧區(qū)溫度高于0℃）和人工過冷霧（霧區(qū)氣溫高于0℃，霧滴為過冷卻水滴等）。目前有三種消曖霧試驗措施：①加熱法：對小范圍區(qū)域霧區(qū)如機場跑道等，大量燃燒汽油等燃料、加熱空氣使霧滴蒸發(fā)而消失。②吸濕法：播撒鹽、尿素等吸濕質粒作催化劑，產生大量凝結核，水汽在凝結核上凝結長成大水滴,霧滴會蒸發(fā)并在大水滴上凝結，使霧消失。③人工擾動混合法：用直升飛機在霧區(qū)頂部攪拌空氣，把霧頂以上干燥空氣驅下來與霧中空氣混合，霧便消失。人工消過冷霧的措施是用飛機或地面設備，將干冰、液化丙烷等催化劑播撒到霧中，產生大量冰晶，它們通過貝吉龍冰水轉化過程，奪取原霧滴的水分、霧滴便蒸發(fā)而冰晶不停長大降落地面，霧便消失。這種措施效果明顯，已能實際應用。

iii)人工防雹用人工措施使雹云不能降冰雹，或減弱雹強度的措施，稱人工防雹或人工抑雹。中國人很早此前就使用土炮防雹，17世紀末清代的“廣陽雜記”對土炮防雹就有明確記載。20世紀50年代后來，包括我國在內的許多國家開展了防雹試驗。通過氣象雷達或有經驗的觀測者目視，識別出冰雹云(比一般雷雨云發(fā)展更旺盛、厚度更大、閃電更頻繁等)，然后采用如下兩類措施防雹：①播催化劑法，用火箭、高炮、飛機等把碘化銀播撒到雹云中，產生大量冰核進而形成大量人工雹胚胎，它們與云中本來的冰雹胚胎爭奪水分，使大家都不能長大成對人畜與作物產生危害的大雹塊，在落出云底后還也許逐漸融化成雨滴。②爆炸法，用高射炮、土炮或火箭等，向雹云的中、下部轟擊，往往亦可使雹云不降雹，或在下風向區(qū)降小雹，這樣便能克制雹災。這種措施在國內被較普遍采用，其防雹的物理機制尚待深入研究。

iv)人工消云

用人工措施使局部區(qū)域云層消散的措施，稱人工消云。大型運動會或某些航空活動等，有時但愿晴朗無云，便可進行人工消云試驗。人工消云分為：人工消冷云和人工消曖云。人工消冷云的措施是：播撒碘化銀等人工冰核或播撒干冰等催化劑，產生大量冰晶，再通過貝吉龍冰水轉化過程，原云中的過冷卻水滴（云滴）蒸發(fā)失，水份轉移到冰晶上經凝華凍結，冰晶長大成降水粒子，下降離開云體，使云消散。人工消曖云的措施是：向云中播散鹽粉、尿素等吸濕性粒子，這些吸濕性凝核吸取水汽凝結長大，然后與本來云滴碰并長大，降出云外，使云消散。此外，還試驗過消除積云的措施：在積云頂部搖撒鹽粒、水滴、沙子等質粒，有時也觀測到云消散，其原理尚待研究。一般說來所有人工消云措施均不夠完善，尚沒有到達實際應用階段。

v)人工防霜凍

用人工措施提高近地面氣層和土壤表面溫度，使作物和苗木等免受凍害的措施，稱人工防霜凍。常有五類措施：

①煙霧法，用柴草或廢柴油等燃燒產生煙霧，以克制地表面長波輻射降冷，還使水汽在煙粒上凝結而釋放潛熱，從而到達增溫防霜凍。

②擾動合法，晴夜的近地層常為逆溫層，用吹風機吹風攪動，把上面曖空氣攪動向下混合，到達提高下層溫度以防霜凍。

③灌水法與灑水法：寒潮來臨前，給作物灌水，可防霜凍?？稍谧魑锉砻娉掷m(xù)灑水，使作物表面一層水膜在結冰時釋放潛熱，以到達保護作物不受霜凍之害。

④加熱法，在果園或寶貴作物園，擺許多加熱爐直接加熱空氣以防霜凍。此法成本較高。

⑤覆蓋法，用農用薄膜覆蓋小區(qū)域作物，制止長波輻射降冷，可防霜凍。

vi)播云（霧）催化劑

人工影響天氣過程中，為變化云（霧）微構造與演變過程，向云（霧）中播撒的物質，稱播云（霧）催化劑。選用催化劑必須考慮有效、經濟、不污染環(huán)境、輕易播撒、安全無毒害等。當今所用催化劑有三類：①吸濕性巨核，包括鹽（NaCl）、氯化鈣、尿素和液水等，它們常用于對曖云的催化劑。②致冷劑，包括干冰（固體CO2）、液態(tài)丙烷、液氮、液態(tài)空氣等，它們常用于對冷云作催化。投入冷云后，將使它們周圍空氣急速降冷，產生大量冰晶胚胎，并深入生成冰晶。以干冰為例，試驗室成果是：每1克干冰可產生1萬億個冰晶。③人工冰核，包括碘化銀(AgI)等無機冰核及介乙醛等有機冰核，其中以碘化銀最常用。它們常用于冷云增雨和防雹試驗中，把它們播入云層，使云增長大量冰核，進而生成大量冰晶，導致增雨或消雹的效果。

空氣污染

空氣污染是大氣科學的一種新分支，它是研究在不一樣氣象條件下，進入大氣的污染物在大氣中輸送、擴散稀釋、轉化和移除的規(guī)律及應用的科學。本學科萌芽于20世紀代，19英國人便進行大氣擴散試驗，但只是到了50年代后，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和都市人口高度集中，相繼出現(xiàn)了嚴重的都市或工業(yè)區(qū)污染事件，以1952年12月的倫敦煙霧事件為例，奪去了四千多人的生命，這些促使人們對大氣污染的廣泛關注和研究，到60年代便逐漸形成這門獨立的新學科。

空氣污染氣象學研究的內容重要有：

①污染源和污染物的種類和特性。

②污染物在大氣中的風輸送、湍流擴散過程與規(guī)律。

③污染物濃度觀測與計算技術措施。

④空氣污染防治措施。

⑤空氣污染的危害及對人類生存環(huán)境的影響等?？諝馕廴練庀髮W對環(huán)境保護、都市規(guī)劃和能源、化工、冶金、衛(wèi)生、國防等部門均有極其重要的意義?？諝馕廴練庀髮W的研究措施有:野外測量、試驗室（如風洞試驗）和數(shù)值模擬研究等。

i)空氣污染

由于人類活動或自然過程，向大氣中排進了某些有害物質(稱污染物)，當排入量夠多(污染物濃度達一定程度)，則使本來潔凈空氣的品質下降，若這種狀況維持時間夠長，便會對人類、動物、植物和大氣中的物品產生危害和不良影響，這種大氣狀態(tài)稱為空氣污染。構成空氣污染有三個要素：污染源、污染物濃度、對人和生物有危害。

潔凈大氣是人類賴于生存的必要條件之一，一種人在五個星期內不吃飯或5天內不喝水，尚能維持生命，但超過5分鐘不呼吸空氣，便會死亡，人體每天要吸10─12立方米的空氣。由此可見，消除空氣污染或保持污染濃度低于某個程度之下，是何等重要。

大氣有一定的自凈能力，現(xiàn)代大工業(yè)發(fā)展此前，因自然過程等排進大氣的污染物，與由大氣自凈過程而從大氣移除的量基本平衡。不過20世紀五、六十年代后來，現(xiàn)代大工業(yè)迅速發(fā)展，人類排進大氣的污染物量大大超過了大氣的自凈能力，致使目前全球大氣都遭到不一樣程度的污染。這引起了各國的關注，我國已把保護環(huán)境(大氣環(huán)境、水環(huán)境等)作為國家的基本國策。

ii)污染源與污染物

向大氣排入有害物質的源地稱污染源，進入大氣的有害物質稱污染物。大氣污染源分人工源和自然源，自然源包括火山噴發(fā)、森林著火、風吹揚塵等，它們每年向大氣排入約5.5億噸污染物，人工源包括工業(yè)污染源、農業(yè)污染源、城鎮(zhèn)交通和居民生活污染源等，它們平均總計向大氣排入的污染物在20世紀90年代約每年超過6.5億噸，其中以工業(yè)污染排放量最為重要。我國1990年工業(yè)源共排放大氣污染物約0.4億噸，按人口平均遠低于發(fā)達國家的排發(fā)水平。

大氣污染物分為一次污染物和二次污染物，它們的種類超過100多種。從污染源排進大氣后，直接污染空氣的稱一次污染物，其中最重要的有二氧化硫、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO）、二氧化氮、顆粒物（飄塵、降塵、油煙等）、CO和氨氣、及含氧、氮、氯、硫有機化合物以及放射性物質等。所謂二次污染物則是由于陽光照射污染物、污染物間互相發(fā)生化學反應、污染物與大氣成分發(fā)生化學反應生成的有害物質，光化煙霧就是一種二次污染物。

iii)大氣環(huán)境質量（品質）

大氣環(huán)境對人類生存與發(fā)展的優(yōu)劣程度，稱大氣環(huán)境質量或大氣品質?？諝鉂崈魟t其大氣環(huán)境質量便高，如遠離都市或工業(yè)區(qū)的山區(qū)；大都市或工業(yè)區(qū)的空氣污染嚴重，其大氣環(huán)境質量便低。

大氣環(huán)境質量高下或好壞，常用大氣污染物濃度的大小來詳細衡量，單位體積空氣中，含某種污染物的多少，稱為該種污染物的濃度。根據(jù)不危害人體和生態(tài)系統(tǒng)與物品的考慮，人為規(guī)定污染物濃度的容許，稱為大氣環(huán)境質量原則。?掌臓對應污染物濃度低于規(guī)定值，稱大氣質量合原則，高于規(guī)定值則稱大

氣質量超原則（簡稱超標），超標越多，則大氣環(huán)境質量越壞。世界各制定了各自的原則，于1982年初次頒布了大氣環(huán)境質量原則，按地區(qū)類別執(zhí)行準。對于風景名勝和自然保護區(qū)等，

執(zhí)行一級原則;對于居民區(qū)、商業(yè)與文化區(qū)等，執(zhí)行二級原則；對于工業(yè)區(qū)、交通樞紐等，執(zhí)行三級原則。分污染物詳細原則如表所列。大氣污染物濃度常用大氣采樣儀,采集空氣樣品并進行分析而確定。

iv)大氣污染的危害與影響

大氣污染對人類及其生存環(huán)境導致的危害與影響，已逐漸為人們所認識，歸結起來有如下幾種方面：

①對人體健康的危害。人體受害有三條途徑，即吸入污染空氣、表面皮膚接觸污染空氣和食入含大氣污

染物的食物，除可引起呼吸道和肺部疾病外，還可對心血管系統(tǒng)、肝等產生危害，嚴重的可奪去人的生命。

②對生物的危害。動物因吸入污染空氣或吃含污染物食物而發(fā)病或死亡，大氣污染物可使植物抗病力下降、影響生長發(fā)育、葉面產生傷斑或枯萎死亡。

③對物品的危害。如對紡織衣物、皮革、金屬制品、建筑材料、文化藝術品等，造成化學性損害和玷污損害。

④導致酸性降雨，對農業(yè)、林業(yè)、淡水養(yǎng)殖業(yè)等產生不利影響。

⑤破壞高空臭氧層，形成臭氧空洞，對人類和生物的生存環(huán)境產生危害。

⑥對全球氣候產生影響，如二氧化碳等溫室氣體的增多會導致地球大氣增曖，導致全球天氣災害增多，又如煙塵等氣溶膠粒子增多，使大氣混濁度增長，減弱太陽輻射，影響地球長波輻射，也許導致天氣氣候異常。

怎樣防治大氣污染，減輕大氣污染的危害與影響，構成了當今重大而緊迫的研究課題。

v)大氣污染的防治

防治大氣污染是一種龐大的系統(tǒng)工程,需要個人、集體、國家、乃至全球各國的共同努力，可考慮采用如下幾方面措施：

①減少污染物排放量。多采用無污染能源（如太陽能、風能、水力發(fā)電）、改革能源構造，用低污染能源（如天然氣）、對燃料進行預處理（如燒煤前，先進行脫硫）、改善燃燒技術等均可減少排污量。此外，在污染物未進入大氣之前，使用除塵消煙技術、冷凝技術、液體吸取技術、回收處理技術等消除廢氣中的部分污染物，可減少進入大氣的污染物數(shù)量。

②控制排放和充足運用大氣自凈能力。氣象條件不一樣，大氣對污染物的容量便不一樣，排入同樣數(shù)量的污染物，導致的污染物濃度便不一樣。對于風力大、通風好、湍流盛、對流強的地區(qū)和時段，大氣擴散稀釋能力強，可接受較多廠礦企業(yè)地逆溫的地區(qū)和時段，大氣擴散稀釋能力弱，便不能接受較多的污染物，否則會導致嚴重大氣污染。因此應對不一樣地區(qū)、不一樣步段進行排放量的有效控制。

③廠址選擇、煙囪設計、城區(qū)與工業(yè)區(qū)規(guī)劃等要合理，不要排放大戶過渡集中，不要導致反復迭加污染，形成局地嚴重污染事件發(fā)生。

④綠化造林，使有更多植物吸取污染物，減輕大氣污染程度。

大氣科學

在地球表層有大氣圈、水圈、巖石圈、冰雪圈、生物圈五大部分，構成了一種綜合的系統(tǒng)。研究發(fā)生在大氣圈中多種現(xiàn)象的演變規(guī)律，并運用這些規(guī)律服務于人類的科學稱為大氣科學。由于大氣圈中發(fā)生的多種現(xiàn)象不僅種類繁多，并且在時間和空間尺度上不受限制，還因地表的水圈、巖石圈、冰雪圈、生物圈的影響，其復雜性和不確定性是自然界最為突出的，因此，大氣科學的研究必然具有觀測點高度分散（全球范圍），觀測措施高度協(xié)調統(tǒng)一（以利比較），觀測資料高度集中（迅速互換集中），國際間高度合作（任何一種地區(qū)、一種國家都無法孤軍作戰(zhàn)，反過來世界氣象工作也少不了任何一個地區(qū)或一種國家的真誠合作）的特點。

大氣科學在它的發(fā)展進程中已逐漸形成了若干分支，比較成熟的有大氣探測學、大氣物理學、天氣動力學、氣候學、農業(yè)氣象學等。

包圍在地球外部的一層氣體總稱為大氣或大氣圈。大氣圈以地球的水陸表面為其下界，稱為大氣層的下墊面。地球大氣在重力場的作用下，保持在地球的外表面上，其密度隨高度升高呈指數(shù)遞減，越向上越稀薄。大氣上界約在1000─公里高度。大氣的總質量為5.14E8公斤，約為地球質量的百萬分之一。大氣質量的二分之一位于500hPa如下，平均約為5.5公里，大氣質量的99％位于30公里如下，因此大氣圈只是地球的一層簿殼，而天氣變化僅發(fā)生在大氣底層十幾公里范圍內。大氣分層：按大氣溫度的垂直構造，可把大氣圈分為對流層、平流層、中層和熱層。

對流層：

地面以上大氣的最低層稱為對流層，對流層頂?shù)臍鈮杭s為200hPa，對流層頂?shù)母叨认募靖哂诙?，在赤道附近約17─18公里，中緯度平均約10─12公里，高緯度為8─9公里。對流層對整個大氣圈而言只是很膚淺的一層，但它集中了大氣質量的80％以上，幾乎所有水汽、云和降水，重要天氣現(xiàn)象和過程如寒潮、臺風、雷雨、閃電等都發(fā)生在這一層。對流層的重要特性是：

i)溫度隨高度升高而減少。由于大氣不能吸取太陽短波輻射，但地面能吸取太陽輻射而升溫并放出長波輻射，大氣重要通過吸取地面的長波輻射和通過對流、湍流等方式從地面吸取熱量才能升溫，因而越靠近地面的大氣得到的熱量越多，導致對流層的氣溫隨高度升高而減少。

ii)有強烈的垂直混合。低層空氣由于從地面得到熱量使之受熱上升，高層冷空氣下沉，從而導致對流層內存在強烈的垂直混合作用。熱帶地面溫度高，垂直混合能到很高高度，對流層頂高度高；極地地面溫度低，垂直混合作用弱，對流層頂高度低。

iii)氣象要素水平分布不均勻。由于各地緯度和地表性質的差異，地面上空空氣在水平方向上具有不一樣物理屬性，壓、溫、濕等要素水平分布不均勻，從而產生多種天氣過程和天氣變化。

平流層：

對流層頂向上到50公里左右為平流層。平流層頂?shù)臍鈮杭s1hPa。平流層下部溫度隨高度變化很小，平流層上部由于存在臭氧層(22─35公里處)，臭氧吸取太陽紫外輻射使大氣溫度增長，這種下部冷上部熱的逆溫構造使平流層大氣穩(wěn)定，對流很弱，空氣大多作水平運動，大氣污染物如核爆炸殘留碎片，火山噴發(fā)的火山灰等，能在平流層內滯留很長時間。平流層中水汽和塵埃很少，也沒有對流層中的云和天氣現(xiàn)象。

中層：

平流層頂?shù)?5公里左右稱為中層。中層頂氣壓約0.01hPa。中層大氣中溫度隨高度遞減，水汽很少，有相稱強的垂直混合，60公里以上大氣分子開始電離，電離層的底就在中層內。

(4)熱層：中層頂以上的大氣稱為熱層。這一層溫度又隨高度升高而增長。這是由于熱層的分子氧和原子氧能吸取0.17微米的太陽紫外輻射和太陽微粒輻射。但由于熱層很難有對流運動，大氣的熱量重要靠熱傳導，并且由于分子稀少，熱傳導率很小，導致巨大溫度梯度和晝夜溫差，白天太陽活動期溫度高達°k，夜間太陽寧靜期僅500°k。熱層空氣處在高度的電離狀態(tài)。熱層上部由于空氣稀薄，大氣粒子很少互相碰撞，高速運動的空氣質點也許克服地球引力，向星際空間逃逸，又稱逸散層。

大氣邊界層：

在對流層下部靠近地面的1.2─1.5公里范圍內的薄層大氣稱為大氣邊界層或行星邊界層。由于貼近地面，空氣運動受到地面摩擦作用影響，又稱摩擦層。

大氣邊界層內根據(jù)空氣受下墊面影響不一樣又可分為：(1)緊貼地表面不不小于1厘米的氣層，為粘性副層。此層以分子作用為主。(2)50─100米如下氣層(包括粘性副層)稱為近地面層。這一層大氣受下墊面不均勻影響，有明顯的湍流特性。(3)近地面層以上至1─1.5公里為上部摩擦層。這一層除了下墊面的湍流粘性力外，尚有氣壓梯度力和科里奧利力的作用，三力量級相稱。

自由大氣層：

大氣邊界層以上，地面摩擦影響減小到可以忽視不計，只受氣壓梯度力和科里奧利力的影響，稱為

自由大氣層。

氣象要素：

表達大氣宏觀物理狀態(tài)的物理量稱為氣象要素，它是大氣科學研究的基礎。在氣象站測定的氣象要

素多達數(shù)十種，其中重要的有：

氣溫：表達大氣冷暖程度的物理量，常用攝氏溫標t或華氏溫標F或絕對溫標T表達。它們之間的換

算關系為：

T=273.15+t

t=5/9(F-32)

F=9/5t+32

氣壓：表達從觀測高度到大氣上界，在單位面積上垂直空氣柱的總重量，常用單位百帕，即每平

方厘米面積上受到一千達因力的壓強值。

濕度：表達空氣中水汽含量多寡的物理量，有絕對濕度、相對濕度、露點、比濕等。

風：表達空氣水平運動的物理量，包括風向、風速，是個二維矢量。

有關各氣象要素的涵義，測定措施等詳見氣象觀測部分。

厄爾尼諾現(xiàn)象

厄爾尼諾概念

近年來，各類媒體越來越關注這樣一種氣候學名詞--厄爾尼諾。眾多氣候現(xiàn)象與劫難都被歸結到厄爾尼諾的肆虐上，例如中國98長江洪水、印尼的森林大火、巴西的暴雨、北美的洪水及暴雪、非洲的干旱、等等。它幾乎成了劫難的代名詞！

可是厄爾尼諾究竟是什么呢？用一句話來說：厄爾尼諾是熱帶大氣和海洋互相作用的產物，它原是指赤道海面的一種異常增溫，目前其定義在于全球范圍內，海氣互相作用下導致的氣候異常。

厄爾尼諾（ElNino）

在海面溫度分布中，東太平洋赤道海域的水溫低于西太平洋赤道海域。其原因首先是由于有沿南美大陸西岸北上的秘魯寒流；另首先則是由于赤道低緯海域的東南信風，相隨于信風的赤道涌升，及南美大陸由于信風的海水輸送而不停把底層冷水上翻，成果秘魯一帶海域盡管在低緯度，但海面水溫大多在20攝氏度如下。

赤道東太平洋海面的低溫每年在圣誕節(jié)前后的2～3月，南美西海岸厄瓜多爾和秘魯沿海一帶的海域發(fā)生季節(jié)性水溫上升的現(xiàn)象，水溫上升的范圍小，時間短，一般于3月份海面水溫下降。由于水溫上升，當?shù)睾Ｑ鬂O業(yè)生產形成季節(jié)性的間歇，當?shù)鼐用癜堰@種范圍不大，時間不長的季節(jié)性海面水溫上升現(xiàn)象稱為厄爾尼諾現(xiàn)象。不過這種東太平洋赤道海域季節(jié)性水溫上升的現(xiàn)象每隔幾年就有一次異常發(fā)展，水溫正距平遍及整個東太平洋赤道海域。目前人們把東太平洋赤道海域這種每隔幾年就有一次水溫上升異常發(fā)展的現(xiàn)象稱為厄爾尼諾事件（或厄爾尼諾），以區(qū)別于秘魯沿海一帶每年發(fā)生的季節(jié)性水溫上升現(xiàn)象。在討論海-氣互相作用中提及的厄爾尼諾現(xiàn)象即為這種水溫上升異常發(fā)展的現(xiàn)象。

確定厄爾尼諾事件的定義，過去曾采用奇卡馬港（Chicama，7°42'S，79°7W）的水溫為代表；近年來Angell（1981）采用0°~10°S,180°~90°W范圍內平均海表水溫（SST）代表赤道東太平洋海面熱狀況，這已被大多數(shù)學者所接受。

厄爾尼諾事件的發(fā)生、發(fā)展分為前兆階段、異常發(fā)展階段、成熟階段、慚復常態(tài)等四個發(fā)展過程。

前兆階段，沃克環(huán)流上升支東移至140°~180°E之間，且同步降水增多，達爾文港氣壓上升，l80°以西的信風由異常強盛轉為減弱，海面水溫在南美沿岸一帶開始增溫，降水增多，但范圍不大。而此時印度尼西亞降水卻開始減少。這是ELNino出現(xiàn)的必要條件。其充足條件是哈得萊環(huán)流加強，赤道輻合帶（ITCZ）南移至赤道甚至赤道以南（這種南移與信風減弱、海面溫度度異常增高及赤道東部溫躍層加深有關）。由歷次厄爾尼諾事件可見，所有這些變化，即海面溫度到達季節(jié)變化最大值，東南信風的強度處在季節(jié)變化的最大值以及熱帶輻合帶的季節(jié)性遷移到最低緯度，實際上在年初就已開始。因此，初期的厄爾尼諾現(xiàn)象是海面溫度季節(jié)性循環(huán)的一種加強。由1950～1977年厄爾尼諾的平均的海面溫度距平分布可見在3～5月，南美西部已經增溫達1.0°C,此時正是該地區(qū)海面季節(jié)性增溫時期，較大增溫的控制范圍還在沿海附近。

異常發(fā)展階段，上述的異常狀況深入發(fā)展，赤道東太平洋海溫異常以每秒50～100cm的速度向西擴展，1.0°C的增溫已擴展到180°W，最大的平均增溫達1.4°C以上，到10月份大部分熱帶太平洋都處在異常高溫區(qū)。此時，赤道太平洋的中、東部海面溫度正距平達0.8～1.0以上此時，信風減弱，赤道輻合帶深入南移。

成熟階段，由11月到翌年1月，熱帶太平洋溫度異常高溫深入發(fā)展，增溫最大平均達1．6°C以上，整個熱帶太平洋海面溫度異常溫暖，溫暖區(qū)較之前一階段愈加擴大。此時，信風格外微弱，熱帶輻合帶較常年愈加南移，哈得萊環(huán)流加強，中部太平洋降水異常增多。這時，正是厄爾尼諾的成熟、鼎盛時期，在赤道太平洋海洋將大量的熱量輸送到大氣中去。

恢復常態(tài)階段，180°W以東的多種異?，F(xiàn)象逐漸減弱，且減弱的方式與發(fā)展階段極為相似，海溫負距平和強信風首先在東南熱帶太平洋出現(xiàn)，然后向西傳播，在厄爾尼諾開始的一年后，整個熱帶太平洋又恢復正常狀態(tài)為止。而在日界線以西，恢復常態(tài)的歷程與其以東不盡相似，160°W附近的萊恩島（Line）上的降水減少，風由東向風變?yōu)槲飨蝻L，溫躍層深度變深。這些現(xiàn)象均發(fā)生在12月到翌年1月，對不一樣的厄爾尼諾現(xiàn)象總在同一種月內恢復正常狀態(tài)，這是很故意思的。

上述分析可知，厄爾尼諾年，東赤道太平洋海表水溫的正距平均由2～3月開始到翌年3月止，即大概維持一年多，最大正距平出目前11月～12月間，正距平強度平均為1懊左右，而在個別年份，個別地區(qū)，月平均海面水溫距乎要大得多，可達4°~6°C其空間范圍南、北約15個緯度〔10°S～5°N），發(fā)展最盛時，東西可控制90個經度以上〔90°~180°W）。海水溫度正距乎可達的水深，據(jù)最新的探測成果表明在水面之下1000m深處仍有反應。如在1000m深處，1981年赤道附近海水溫度在14°~15°C之間，不過在1982年則上升到20°C以上，即升高了5°C，可見水溫變化之強烈。眾所周知，海水的熱容量比空氣大1200倍，100m深的海水溫度變化0.1°C所釋放的熱量即足以便其上空的空氣柱增溫6°C顯然當距平到達幾攝氏度時，只從熱力影響看，這個影響就很大，更何況1000m處海溫仍有變化，足見這個過程所具有的熱力潛力是十分驚人的。

上述厄爾尼諾發(fā)生、發(fā)展的過程，是平均分析得到的，而每次厄爾尼諾現(xiàn)象又有其各自的不一樣特點。如1982～1983年的厄爾尼諾現(xiàn)象就與上述過程有較大差異，從而形成了1982～1983年厄爾尼諾現(xiàn)象的特殊性。

對厄爾尼諾發(fā)生的頻率尚有某些不一樣見解，Anggell（l981）整頓了自1864年以來赤道海溫〔SST）的時間序列，在1864～1983年間共36個暖水年，其時間間隔1～6年不等，平均為3.37米。每至少有兩次高溫年，但分布不均勻。各個作者考慮角度不一樣，給出厄爾尼諾年也有差異。不過1925，1930，1940～1943，1957～1958，1965，1972年等強厄爾尼諾年大體上還是相似的。從近30年資料看，平均每隔大概3．8年厄爾尼諾出現(xiàn)1次。

由上面的論述可知，太平洋赤道地區(qū)的三種現(xiàn)象是互相聯(lián)絡、互相影響，互為因果的；直至目前仍很難闡明誰是因，誰是果。在本世紀60年代，熱帶太平洋東部海溫的年際變化與南方濤動之間的親密聯(lián)絡為人們所認識。尤其Bjerknes（1966，1969，1972）一系列的研究，清晰地把廣闊浩渺的東赤道太平洋的海溫的年際變動與赤道附近緯向分量（沃克環(huán)流）、赤道太平洋大范圍降水狀態(tài)等與南方濤動有關的變化聯(lián)絡起來。強有力地證明了赤道太平洋海溫和北半球西風帶之間的聯(lián)絡（遙有關），標志著從著眼于對南方濤動的記錄分析轉移到物理學上的診斷研究。因此，近年來在討論熱帶海氣互相作用時，常把南方濤動、厄爾尼諾、沃克環(huán)流綜合在一起分析，由于在厄爾尼諾事件發(fā)生的同步有東南太平洋副熱帶氣壓下降，西太平洋赤道海域氣壓則上升的南方濤動擺動現(xiàn)象，對應的赤道地區(qū)東西向環(huán)流也減弱。因此，目前已把單純的厄爾尼諾事件擴充為厄爾尼諾南方濤動（ENSO）。

上述分析可以清晰地看出，ENSO現(xiàn)象是海洋一大氣互相作用的一種體現(xiàn)，解釋ENSO現(xiàn)象的形成，顯然必須是海－氣雙向耦合的，但至今還沒有這樣的完整的理論。

“ElNino”原為漁民稱呼圣誕節(jié)期間在厄瓜多爾和秘魯北部沿海水域出現(xiàn)的暖水現(xiàn)象。后來則被用來稱呼范圍很廣、持續(xù)時間很長的海面升溫。目前在討論海-氣互相作用中提及的厄爾尼諾現(xiàn)象即為水溫上升異常發(fā)展的現(xiàn)象。

厄爾尼諾事件的發(fā)生分為前兆階段、異常發(fā)展階段、成熟階段、慚復常態(tài)等四個過程。

與ElNino現(xiàn)象相反，在赤道東太平洋水溫出現(xiàn)大范圍的比常年低得多的明顯下降稱為LaNina現(xiàn)象。

什么是天氣預報？天氣預報有哪幾種？

天氣預報就是對未來時期內天氣變化的預先估計和預告。

“天有不測風云”，這句話充足闡明了天氣預報的難度。伴隨科學技術的發(fā)展，天氣預報的精確率在不停提高，人們根據(jù)天氣預報，可以適時安排生產和生活，使氣象為國民經濟建設服務，減少氣象災害的損失。

天氣預報是根據(jù)大氣科學的基本理論和技術對某一地區(qū)未來的天氣作出分析和預測，這是大氣科學為國民經濟建設和人民生活服務的重要手段，精確及時的天氣預報對于經濟建設、國防建設的趨利避害。保障人民生命財產安全等方面有極大的社會和經濟效益，天氣預報的時限分：1—2天為短期天氣預報，3—15天為中期天氣預報，月、季為長期天氣預報，1—6小時之內則為短臨預報（臨近預報）。天氣預報的重要措施，目前有天氣學措施（以天氣圖為主，配合氣象衛(wèi)星云圖、雷達等資料）數(shù)值天氣預報以計算機為工具，通過解流體力學，熱力學，動力氣象學構成的預報方程，來制作天氣預報；記錄預報，以概率論數(shù)理記錄為手段作天氣預報。以上多種有時互相配合、綜合應用，并廣泛采用計算機作為工具。

什么是氣象、天氣和氣候

地球上覆蓋著很厚的空氣層，叫做大氣。在大氣中我們看到陰、晴、冷、暖、干、濕、雨、雪、霧、風、雷等多種物理、化學狀態(tài)和現(xiàn)象，氣象就是它們的通稱。

天氣和氣候是互相聯(lián)絡的。天氣是指一種地區(qū)較短時間的大氣狀況。我們從廣播和電視中收聽收看到的２４、４８小時天氣預報說的是天氣；而氣候則是一種地區(qū)數(shù)年的平均天氣狀況及其變化特征。世界氣象組織規(guī)定，３０年記錄為得出氣候特性的最短年限。我國古代以五日為候，三候為氣，一年有二十四節(jié)氣七十二候，各有氣象、物候特性，合稱為氣候。

天氣學

是研究大氣中的天氣現(xiàn)象和天氣過程的物理本質及其演變規(guī)律以及運用這些規(guī)律制作天氣預報的科學。是大氣科學中的一種重要分支?，F(xiàn)代天氣學以數(shù)學、物理學、流體力學為基礎，以天氣圖為重要研究工具，通過對氣象觀測資料、氣象衛(wèi)星和雷達資料的分析，廣泛采用計算機作計算工具。對多種尺度天氣系統(tǒng)的物理構造及其發(fā)生、發(fā)展、移動、演變過程的物理機制的分析研究，從而建立多種天氣學概念模式或理論模式，據(jù)此進行天氣預報。

天氣圖

是指填有各地同一時間氣象要素的特制地圖。在天氣圖底圖上，填有各都市、測站的位置以及重要的河流、湖泊、山脈等地理標志。氣象科技人員，根據(jù)天氣分析原理和措施進行分析，從而揭示重要的天氣系統(tǒng)，天氣現(xiàn)象的分布特性和互相的關系。是目前氣象部門分析和預報天氣的一種重要工具。天氣圖分地面天氣圖及高空天氣圖重要層次如850百帕、700百帕、500百帕、300百帕、200百帕等天氣圖，同一時刻上、下層次配合，可理解天氣系統(tǒng)的三度空間構造，根據(jù)需要可選用不一樣范圍的天氣圖，在我國一般用歐亞范圍的天氣圖，有時也用北半球范圍，或低緯度（30°N─30°S）圖或某一省，地區(qū)范圍的小圖作輔助分析用。

副熱帶高壓

是指存在于副熱帶地區(qū)一般指南、北緯20—40°之間廣大地區(qū)．的深厚的暖性高氣壓系統(tǒng)，它是全球大氣環(huán)流的一種重要組員。副熱帶高壓的水平范圍可達數(shù)千公里，幾乎占了全球面積的1/5—1/4。它們在對流層中，低部約500hpa．體現(xiàn)明顯。在北半球主要有三個中心。即太平洋副熱帶高壓，大西洋副熱帶高壓，北非副熱帶高壓。對我國有重要影響的是太平洋副熱帶高壓的西側，習慣上稱西太平洋副高。

西太平洋副高隨季節(jié)變化而有季節(jié)性移動。在春季高壓脊線還在北緯15°以南。到5月北移到15°N左右。6月上旬到7月上旬則北移到20—25°N左右。7月上、中旬—8月初脊線抵達30°N左右。9月上旬后脊線又南撤25°N左右。10月上旬后來即南撤至20°N以南，轉入冬季副高即所有退到海上，對我國影響就明顯減少。

由于副高的季節(jié)性變動，其西北側首先可從洋面上輸送大量水汽，另首先與北方冷空氣交匯，可形成大范圍降雨天氣并有大暴雨出現(xiàn)。因此，西太平洋副高活動又與我國汛期有親密關系，如4—5月份的華南的前汛期，6—7月份的江淮地區(qū)的梅雨。以及7—8月份的華北、東北的雨季，都與副高季節(jié)性活動有親密關系。但當受到西太平洋副高控制時，由于高壓內有下沉氣流，天氣晴好。往往形成干旱。如長江流域梅雨過后出現(xiàn)的伏旱就是受西太平洋副高控制導致的。因此，副熱帶高壓的活動對我國及全球天氣氣候有十分重要的影響。

天氣

是指某一地區(qū)、在某一時段內由多種氣象要素所綜合體現(xiàn)的大氣狀態(tài)，大氣中發(fā)生的陰、晴、風、雨、雷、電、霧、霜、雪等等都是天氣現(xiàn)象，它們的產生都與天氣系統(tǒng)的活動有親密的關系，天氣與人類的生活、社會、經濟活動有十分親密的關系。

天氣系統(tǒng)

是指具有一定的溫度、氣壓或風等氣象要素空間構造特性的大氣運動系統(tǒng)。如有的以空間氣壓分布為特性構成高壓、低壓、高壓脊、低壓槽等。有的則以風的分布特征來分，如氣旋，反氣旋，切變線等。有的又以溫度分布特性來確定，如鋒。尚有則的以某些天氣特性來分，如雷暴，熱帶云團等。一般構成天氣系統(tǒng)的氣壓，風，溫度及氣象要素之間均有一定的配置關系。大氣中多種天氣系統(tǒng)的空間范圍是不一樣的，水平尺度可從幾公里到1—2千公里。其生命史也不一樣，從幾小時到幾天均有。

氣團

是指在水平方向上大氣的物理屬性重要指溫度、濕度和穩(wěn)定度．對比較均勻的大塊空氣塊。其水平尺度到達幾百至幾千公里，垂直尺度約幾公里到十幾公里。氣團的形成必須具有范圍大，性質均勻的下墊面，還須有合適的環(huán)流條件。氣團的分類，若按形成的地理位置分，則有極地氣團（又可分為極地大陸氣團和極地海洋氣團）。熱帶氣團（又可分為熱帶海洋氣團和熱帶大陸氣團）。此外，尚有中緯度氣團它們重要來自極地或熱帶的變性氣團。若按熱力分類，則可分為冷氣團和暖氣團。

活動于我國的重要氣團，隨季節(jié)而有變化。冬季以極地大陸氣團為主，我國南方部分地區(qū)則會受熱帶海洋氣團影響夏季重要受熱帶海洋和熱帶大陸氣團影響，在我國北方則仍會受極地大陸氣團影響。春、秋季則重要有變性極地大陸氣團和熱帶海洋氣團。

鋒面

也稱為鋒面。是指分隔冷、暖兩種不一樣性質氣團之間的狹窄的過渡帶。這個過渡帶自地面向高空冷氣團一側傾斜。過渡帶在近地面的寬度只有幾十公里，到高層可到達200─400公里。鋒的長度一般可有幾百公里到幾千公里，垂直方向可伸展十多公里。在這一過渡帶里溫度變化尤其大。

按照熱力學分類措施，若冷氣團積極推進暖氣團，則稱為冷鋒。反之稱為暖鋒。若冷暖氣團相稱，則稱為準靜止鋒。若冷鋒追上暖鋒，則會形成錮囚鋒。由于鋒是冷暖氣團交界地區(qū)，空氣活動十分活躍，可以形成一系列的云、雨、大風、降水等天氣。在我國一年四季均有鋒的活動，其中冷鋒活動最為常常，且能在全國廣大地區(qū)出現(xiàn)。在春夏之交，往往會有準靜止鋒活動。鋒的活動常經歷著生成，加強，消滅的過程。一般歷史3-5天左右。

溫帶氣旋

是指生成和活動于中高緯溫帶地區(qū)的低氣壓系統(tǒng)。從氣壓場看，是中心氣壓低于四面，并有閉合等壓線的低壓系統(tǒng)。從風場看，在北半球低壓區(qū)內，風繞低壓中心作逆時針旋轉。氣象上將這種風逆時針旋轉系統(tǒng)稱為氣旋。溫帶氣旋往往由冷、暖氣團構成并伴隨有冷、暖鋒活動。這種溫帶氣旋也稱為鋒面氣旋。

溫帶氣旋的平均直徑約1000公里左右，有的可達2—3千公里，并大體呈園形。其生命史可有初生波動階段，發(fā)展成熟階段，錮囚消滅階段。在我國活動的溫帶氣旋重要有：

北方氣旋，包括蒙古氣旋，東北低壓，黃河氣旋。南方氣旋包括：

江淮氣旋，東海氣旋等。溫帶氣旋的活動往往帶來風雨天氣。如東北低壓，蒙古氣旋，往往在當?shù)貙е麓箫L雪天氣，而南方氣旋在初夏，可導致暴雨，大風等劇烈的天氣現(xiàn)象。

溫帶反氣旋

是指生成和活動于中高緯、溫帶地區(qū)的高氣壓系統(tǒng)。從氣壓場看是中心氣壓高于四周，并有閉合等壓線的高壓系統(tǒng)。從風場看，在北半球高壓區(qū)內，風繞高壓中心作順時針旋轉。因此也稱為反氣旋。溫帶反氣旋一般生成在高緯地區(qū)并由冷氣團構成，在合適的大氣環(huán)流引導下，向南或東南移動。影響中、低緯地區(qū)，成為一次冷空氣活動。有時可到達寒潮強度。因此，也稱冷性反氣旋。

溫帶反氣旋的水平范圍一般達幾千公里，有時可占據(jù)我國大部地區(qū)。其生命史大體分為：

初生階段，發(fā)展階段和消滅階段。溫帶反氣旋從高緯向東南移動時，其前部由于與暖氣團相交，常常形成冷鋒。因此，常有云系或風、雨天氣。但當冷鋒過境，受溫帶反氣旋控制時，尤其在反氣旋中心附近，則重要是晴好天氣。冬季常會形成霜凍。

切變線

是指一條近于東西向的風向不持續(xù)線，線的兩側風存在明顯的氣旋性切變。根據(jù)風場的切變型式大體分為：

冷鋒式切變，即偏北風和西南風的切變；暖鋒式切變，即東南風和西南風的切變，準靜止鋒式切變即偏東風和偏西風的切變。切變線一般重要出目前中、低空即3000米和1500左右的空中．。在我國東部地區(qū)常會出現(xiàn)和維持準靜止鋒式的切變線。

如初夏在江淮流域到長江以南的江淮切變線。夏季即會在華北地區(qū)出現(xiàn)切變線。由于切變線是一種風的不持續(xù)線，往往會使空氣輻合上升。因此，常能形成云雨天氣。是導致夏六個月我國降水的一種重要天氣系統(tǒng)。

大氣環(huán)流

是指大范圍大氣運動狀態(tài)。就水平尺度而言，有某一大地區(qū)如歐亞地區(qū)．，某半球或全球范圍的大氣運動狀態(tài)。就時間尺度而言，有某時刻的，也可以有一天或幾天，一月或一季，六個月或整年的平均大氣運動狀態(tài)。從垂直尺度而言，可以有對流層，平流層或整個大氣圈的大氣運動狀態(tài)。理解大氣環(huán)流的特性及其轉換規(guī)律，對于提高和改善天氣預報精確率和研究氣候變化有重要意義。

從全球平均的緯向環(huán)流看，在對流層里，最基本的特性是：大氣大體上沿緯圈方向繞地球運行，在低緯地區(qū)常盛行東風，稱為東風帶，又稱為信風帶北半球為東北信風，南半球為東南信風．。中緯度地區(qū)則盛行西風，稱為西風帶。其所跨的緯度比東風帶寬。西風強度隨緯度增長。最大風出目前30°—40°上空的200百帕附近，稱為行星西風急流。在極地附近，低層存在較膚淺的弱東風，稱為極地東風帶。

從全球徑向環(huán)流看，在南北方向及垂直方向上的平均運動構成三個經圈環(huán)流：1．低緯度的正環(huán)流，即哈得來環(huán)流。在近赤道地區(qū)空氣受熱上升，在高層向北運行逐漸轉為偏西風，在30°N左右有一股氣流下沉，在低層又分為兩支，一支向南回到近赤道，另一支北移。2．中緯度形成一種逆環(huán)流或稱間接環(huán)流，費雷爾環(huán)流．。3．極區(qū)正環(huán)流，即極地下沉而在60°N附近為上升，從而形成一種正環(huán)流，但較弱，在中緯地區(qū)與低緯區(qū)之間，則常有極鋒活動。

大氣環(huán)流的重要成因有如下幾方面：一是太陽輻射，這是地球上大氣運動能量的來源，由于地球的自轉和公轉，地球表面接受太陽輻射能量是不均勻的。熱帶地區(qū)多，而極區(qū)少，從而形成大氣的熱力環(huán)流。二是地球自轉，在地球表面運動的大氣都會受地轉偏向力作用而發(fā)生偏轉。三是地球表面海陸分布不均勻。四是大氣內部南北之間熱量、動量的互相互換。以上種種原因構成了地球大氣環(huán)流的平均狀態(tài)和復雜多變的形態(tài)。

大氣動力學

是將包圍地球的大氣作為運動著的流體，應用流體力學的原理和措施來研究大氣的運動。它從分析地球大氣受力狀況入手，研究這些力與大氣運動的關系，從而探索大氣運動的基本規(guī)律和機制。根據(jù)牛頓第二運動定律，分析大氣中受力狀況，可知空氣質點重要受氣壓梯度力（G），地轉偏向力（A），重力（g）和摩擦力（F）的作用。氣壓梯度力G是由于大氣壓力不均勻而作用在空氣質點上的壓力，其方向由高壓指向低壓，垂直于等壓面，也可以分解成水平氣壓梯度力和垂直氣壓梯度力，地轉偏向力A是由于地球自轉而產生的柯里奧利力，在北半球，它使運動著空氣質點運動方向發(fā)生右偏，在南半球則產生左偏，g為重力，指向地球中心，F(xiàn)為摩擦力和大氣粘性力。

在地球大氣中，大氣運動系統(tǒng)的水平尺度是不一樣的。既有大尺度系統(tǒng)也有中尺度和小尺度系統(tǒng)，分析多種尺度大氣運動系統(tǒng)中空氣受力的狀況，抓住重要因子，就能得到大氣運動的重要特性，例如大尺度水平運動中，一般遵照地轉風原理等等。

地轉風

在大尺度自由大氣中（不考慮摩擦力的作用），空氣質點所受的水平氣壓梯度力（G）和水平地轉偏向力（A）到達平衡時的勻速直線平衡運動，G=A。地轉風的體現(xiàn)式：Vg=（9.8/f）/（H/n）式中f=2ωSinφ是地轉參數(shù)，－（H/n）為高度梯度（相稱于氣壓梯度）。地轉風方向平行于等壓線，在北半球，背地轉風而立，高壓在右，低壓在左，南半球則相反，地轉風速度大小與水平氣壓梯度成正比，即等壓線越密（疏）地轉風風速越大（?。?。地轉風風速還與地球緯度成反比。

在中高緯地區(qū)，高空的實際風十分靠近地轉風，風壓關系大體遵照上述地轉風原理，這是中高緯地區(qū)在分析天氣和預報天氣中應遵照的原則。

梯度風

當?shù)葔壕€呈彎曲時，空氣質點運動不僅受G和A作用，還要受慣性離心力C．作用。當此三力到達平衡時的圓周運動時，就稱為梯度風。在北半球，高壓內G＋C=A。即空氣質點繞中心作順時針旋轉運動，在低壓內A+C=G。即空氣繞低壓中心作逆時針旋轉運動，這就是梯度風原理。

熱成風

是指上、下兩層等壓面上地轉風的矢量差稱為熱成風（Vt）。這是一種與兩個氣層間溫度分布不均勻有親密關系的。熱成風的方向與氣層間的平均等溫線平行，背熱成風而立，高溫區(qū)在右側，低溫區(qū)在左側。熱成風的大小與氣層間的水平溫度梯度成正比。即等溫線越密集（疏），熱成風就越大（小），這就是熱成風原理。

應用熱成風原理，可在實際工作中進行天氣分析，如根據(jù)某站風隨高度變化的狀況作溫度平流的分析，當風隨高度作逆時針方向旋轉時，可判斷這個氣層間有冷平流，當風隨高度作順時針旋轉時，則有暖平流。

地轉偏差

是指實際風與地轉風的矢量差。我們所說的地轉風，梯度風都是一種理論上存在的風，而不是實際風。實際風與地轉風的差異總是存在的，這種差異的存在往往是多種因素導致的，其中最重要的有，近地層的摩擦作用，這是由于空氣運動時與地表面產生摩擦而出現(xiàn)的，它的方向與空氣運動方向相反，又總是使風速減小。應用熱成風原理，可在實際工作中進行天氣分析，如根據(jù)某站風隨高度變化的狀況作溫度平流的分析，當風隨高度作逆時針方向旋轉時互平衡。

考慮了摩擦力后，在低壓內就有空氣繞中心邊作逆時針旋轉邊向中心輻合。從而產生上升運動；

在高壓內則有空氣繞中心邊作順時針旋轉邊從中心向外輻散，從而產生下沉運動。

在自由大氣中，尚有許多別的原因，可以導致地轉偏差，例如空氣運動忽然產生加速運動，或者氣壓場發(fā)生忽然變化等等。附件A.中國天然植被的功能、效益和價值生態(tài)過程的機制極其復雜，人們理解甚少，目前還不能對其經濟價值做出全面的評價[47]。不過它們對國民經濟作出的實際的和潛在的奉獻是巨大的。該附件將從經濟價值或者功能喪失的代價兩個方面探討自然植被的多種功能及價值。

A.1水土保持

土地的水土平衡與土地運用親密相聯(lián)。與水土有關的一系列嚴重環(huán)境問題，多數(shù)可直接追溯到對自然植被的干擾。植被對水土保持以及旱澇災害和沙漠化的防治都發(fā)揮著作用。

A.1.1水源保持

自然植被具有“海綿效應”，這是它最重要的功能。植被在雨季可以攔截降雨，保持植物表面上以及枯枝落葉層中、土壤里及生命組織中的大部分水分，從而減少地表徑流。與此同步，森林和草原可以增長地下水流，延長河川水流在干燥季節(jié)的持續(xù)時間。因此，森林和草原通過調整水流可以減少洪水水位，保留水分。

森林的海綿效應有四個重要內容。

1）枝葉可以攔截和保留降落在樹冠上的某些雨水。植物體吸取一小部分雨水，也有一小部分蒸發(fā)到大氣中。隨森林類型和降水量的變化，樹冠攔截的雨水量也不一樣，一般高達15%-40%[48]。其他的雨水則流向葉、枝、干，進而通過根系流入土壤。

2）森林表面的灌木與草本植物層攔截并保留的雨水更多。茂密的森林地面植被除截流某些雨水外，還可以明顯地減少雨水對土壤表面的直接沖刷。

3）森林地面的枯枝落葉層是森林海綿效應最重要的構成部分，它的功能如下：在土壤表面形成一種保護層，保持土壤構造的穩(wěn)定性，消除雨水的侵蝕作用；吸取雨水；增長地面的粗糙度，過濾、阻斷和減緩地表徑流；增長土壤的有機物含量，改善土壤構造和肥力，提高持水能力。其最低有效厚度為0.5-1.0cm。在這個厚度以上，枯枝落葉層增強水文生態(tài)功能的效應可達80%以上[49]。

４）森林的龐大根系以及多種土壤無脊椎動物和微生物的活動，明顯地提高了土壤減少地表徑流的物理能力。這些原因有助于水分滲透到較深層的土壤里，從而提高持水能力。死根和動物洞穴也有助于這種效應[49]。

草原在水土保持方面的作用與森林類似，但在數(shù)量上不及森林。草原植被覆蓋可以減少雨水的侵蝕能力。然而，可以觸發(fā)地表徑流的初始雨量在森林和草原之間迥然不一樣。對杉木林和櫟木林來說，觸發(fā)地表徑流所需要的初期降水量為15.8-17.9mm。對草原而言，需要的降水量僅僅是4.8mm。灌叢與草原混合帶的蓄水能力大概為每公頃25×10t，是荒地的1.4倍[50]。A.1.2防止缺水

缺水在中國許多地區(qū)都是非常嚴重的問題。目前，中國水資源人均占有量2275m，僅為世界平均水平的1/4，低于人均3000m的輕度缺水原則[48]。

水的短缺限制經濟的發(fā)展。1997年，中國東部發(fā)生特大洪水，而在中國北部都市，缺水導致工農業(yè)直接的經濟損失達×10元，相稱于當?shù)卦撃陣裆a總值的3%[54]。

框A1.中國南部水的價值

在多數(shù)鄉(xiāng)村地區(qū)，水要么免費使用，要么價格遠遠低于實際價值。這是由于水的價格是根據(jù)農民樂意支付的程度確定的。然而在發(fā)達的都市里，水價則很高。例如香港在1960年就開始從廣東省購水。近來的十年間，水價逐漸上漲，由每立方米1.38元漲到3.27元。在1998-1999年，香港支付廣東的水費總計23.6×10元[51]。缺水還導致生態(tài)環(huán)境的退化，尤其是河流流域植被的退化。黃河下游斷流的天數(shù)從1970年到1990年的平均每年20天突增到1995年后的每年150天，并曾在1997年到達了226天之多[51]。1999-間長江下游水域同樣出現(xiàn)了水資源緊缺。此外，由于缺水，全國七、八個?。ㄖ陛犑校┑孛嫦孪輫乐?，其中天津市地面下陷面積占全市總面積的66%[51]。在干燥季節(jié)，壩區(qū)植被的破壞加劇了江河的干涸。

然而，水資源的揮霍與低效使用問題與缺水同樣嚴重。農業(yè)澆灌占全國用水量的70%以上，至今仍然基本沿用漫灌技術。大多數(shù)工業(yè)企業(yè)沒有循環(huán)運用水資源。管道因質量低、維護差而導致漏水。同步節(jié)省用水意識的微弱，也導致都市用水的嚴重揮霍[51]。

我們可以從香港的數(shù)字推知全國各地樂意支付水費的相似狀況，估算森林水資源供應效益的價值。這個數(shù)字是：（每年89×1011元=12×10人×2275m/a×3.27元/m）×中國內地人均收入÷香港人均收入。至少這個數(shù)字的10%，或大概18×10元可以歸因于植被覆蓋的海綿效應。假如中國內地人均收入靠近香港的水平，這數(shù)字會逐漸靠近89×1010元。A.1.3防止水災

洪水泛濫在中國每年均有發(fā)生，但1998-1999年的災情最為嚴重。這些洪水可重要歸因于降水量過量，以及由于泥沙沉積和森林退化導致江河湖泊的蓄水量減少。江河流域上游的過度采伐和植被破壞，不僅減少了植被調整水流的功能，并且還導致嚴重的土壤侵蝕，使河川溪流泥沙淤塞。

為了掙脫災害，國務院制定了“封山育林、退耕還林、退田還湖、平垸行洪、以工代賑、移民建鎮(zhèn)、加固干堤、疏浚河道”的“32字”方針。長江中游地區(qū)開展了“平垸行洪、退田還湖、移民建鎮(zhèn)”[53]。

根據(jù)世界自然基金會與中國青少年發(fā)展基金會在長江中游地區(qū)的問卷調查，1998年洞庭湖平原、江漢平原與鄱陽湖平原大概有87％的農戶受災。在所調查的2541個農戶中，遭水災的農戶達2219戶，占調查農戶總樣本的87.33%。戶均經濟損失10643元[54]。

框A2.1998年的水災

1998年，長江、松花江和嫩江流域的嚴重水災，給人民生命和財產導致巨大的經濟損失。全國受影響的農田達2229×10hm，受災區(qū)域為1378×10hm，死亡4150人，倒塌房屋685萬間。

長江中游干流、洞庭湖和鄱陽湖，坍塌1075個堤壩，沉沒19.7×10hm，波及人口229萬[52]。

直接經濟損失2551×10元[52]。假如計入農業(yè)生產和人民劫難的間接損失，損失則更為嚴重。1998年長江、松花江、嫩江的洪水與森林退化有親密的關系，長江上游的西南林區(qū)與嫩江上游的東北林區(qū)是建國以來兩大森林采伐區(qū)[55]。

根據(jù)第五次（1994-1998年）全國森林資源調查，中國森林面積為159×10km[56]。根據(jù)BWG/CCICED1996年在神農架地區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，森林的蓄水量每公頃比荒地多14.5×10-18.3×10m，森林在雨季蓄水量到達飽和狀態(tài)時可以多吸取2.3×10-2.91×10m的雨水。也就是說，既有森林在雨季可以在230×10-291×10km范圍內吸取1m深的洪水。這個范圍比1998年洪水影響的整個地區(qū)的大10倍。按照1998年每公頃的經濟損失（22.3×10km損失2.55×10元，平均每公頃損失人民幣1.14元），既有森林每年能節(jié)省2.63×10-3.33×1012元。A.1.4防止水土流失

中國水土流失面積367×10km，占國土面積的38％，平均每年新增水土流失面積1×10km，中國由風化及侵蝕導致的水土流失每年達50×10t。

水土流失的威脅重要有三個方面[44]：土壤養(yǎng)分流失；水庫受泥沙淤塞，水利設施有效作用期限縮短；湖泊和河道受泥沙淤塞，增長了發(fā)生洪水的危險。

中國每年風蝕和水蝕的土地相稱于每年損失7500km的良田，氮、磷、鉀的流失甚至超過了中國每年的化肥產量，相稱于每年損失大概32×10元[54]。這些損失可直接歸因于自然植被覆蓋面積的減少。

導致水土流失的重要原因包括集水區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)條件差，以及在陡坡不采用梯田和在裸地上進行農作等。裸地是由于工程建設、道路施工和采礦所導致的。相比之下，良好自然植被條件下的土壤流失幾乎是微局限性道的，大概為農業(yè)用地的1%。

框A3.長江上游和黃土高原的水土流失

長江上游和黃河中上游地區(qū)是中國遭受水土流失最嚴重的地區(qū)。根據(jù)國務院1990年公布的遙感勘測成果，長江流域水土流失面積為56×10km，年土壤侵蝕量24×10t。其中上游水土流失面積35.2×10km，年土壤侵蝕量15.6×10t。長江流域的土壤重要由粗沙粒構成，而懸浮在江水中的土壤細粒僅占受侵蝕土壤的1/3，此外的2/3重要是粗砂和砂礫。它們沉積在水庫、支流、中小河道中，對治水、澆灌、供水和中小河流的水力發(fā)電構成極大威脅[53]。

黃河中上游的黃土高原地區(qū)總面積為64×10km，水土流失面積44.8×10km[53]。年土壤侵蝕量16×10t，土壤流經三門峽，其中4×10t沉積在河床，每年抬高河床10cm。河床目前比周圍地區(qū)高出3-10m[53]。

自然植被可以通過多種途徑制止侵蝕的發(fā)生[49]。植被覆蓋率增長，土壤流失就會隨之減少。假如有效蓋度到達60%，可以明顯地減少土壤流失。這種效應對于靠近地面的植被來說愈加明顯。植物的分層現(xiàn)象也起一定的作用。灌木和草地混合植被的土壤流失程度比純草地低20%。枯枝落葉層和朽木也可以通過減緩地表徑流防止土壤流失。自然植被可以防止砂土和土壤養(yǎng)分的流失。一項研究表明，湖南省既有森林植被每年可減少土壤流失9600×10t[50]。據(jù)估計[59]，每公頃山地森林防止泥沙流失效益為32元，全國山地森林面積約占森林總面積的70%，其效益約36×10元；每公頃山地森林防止土壤養(yǎng)分流失效益為3元，全國約3×10元[59]。二項合計，全國山地森林的保土效益每年約39×10元。

A.1.5土壤肥力的養(yǎng)護

自然植被通過改善土壤的化學、物理和生物構造，從而提高土壤的肥力。改善物理構造，是指森林可以使土壤孔隙度增長，土壤含水量和透氣性提高。改善生物構造，是指森林可以使土壤中的微生物變得豐富，土壤腐殖質含量提高。改善化學構造，是指森林可以把枯枝落葉層的養(yǎng)分返回到土壤中。此外，森林可以使空氣中的部分元素轉移到土壤中，例如固氮作用。陜西省一項研究表明，森林枯枝落葉層的腐爛可以使每年每公頃平均3990kg的硝酸鹽返回到土壤中[50]。據(jù)估計森林每年每公頃可固氮5-10kg[60]。因此，森林可以每年每公頃將大概4000kg的硝酸鹽轉移到土壤中。根據(jù)第五次（1994-1998年）全國森林資源調查成果，中國森林總面積為159×10km，因此每年可以將6.36×10t硝酸鹽轉化到土壤中。按1999年中國出口尿素的價格（每噸1050元）計算，森林每年固定到土壤里的硝酸鹽價值達665×10元。

框A4.森林保護土壤的效率

生物多樣性工作組于1996年對湖北省20個樣地的有關土壤保護指標進行了測定。假如將25°斜坡上農田的土壤侵蝕相對比率設為1.0。相比之下，森林、灌木、草地和果園分別為0.01、0.02、0.05和0.10。在土壤保持方面，茂密的闊葉林比針葉林和人工林又更好某些。

對湖南省不一樣類型土地的土壤流失的一項調查表明，天然闊葉林、杉木人工林、馬尾松人工林和裸地每平方公里的水土流失量分別為217、232、257和1326t[50]。這一成果再次闡明，森林在防止土壤侵蝕方面非常有效，而天然林比人工林更好某些。農林業(yè)的經驗可以用來闡明森林在提高土壤肥力方面的價值。在河南省的毛白楊Populustomentosa農田網絡中，每年每公頃產生55500kg枯枝落葉，而回到土壤里的養(yǎng)分為每年每公頃23400kg[48]。與老式的農業(yè)用地相比，毛白楊農田網絡中養(yǎng)分的循環(huán)運用率高9.53%；腐殖質含量高19.2%；氮總量高8.3%；土壤微生物總密度高29.2%-8.7%；土壤的生化活性高24%-94%[48]。這些數(shù)聽闡明，森林在提高土壤肥力方面作用重大。森林物種構成不一樣，年齡構造不一樣，提高土壤肥力的程度也不一樣。根據(jù)農田不施肥狀況下，每年每公頃的減產狀況進行簡樸的估計，中國的森林在提高土地生產力方面的效益每年到達1440×10元[48]。A.1.6防止水庫、湖泊和河流泥沙淤積

植被的喪失導致泥沙淤積。砂礫、碎石沉積在河床、溝渠、水庫、河流和湖泊的底部。估計水土流失的24%沉積在水庫、河流和湖泊中，減少了這些設施的儲水能力，使干旱、洪水的發(fā)生愈加頻繁。類似的沉積還可以減少水力發(fā)電站的功能和使用壽命，阻塞溝渠，并且增長了凈化工業(yè)與生活用水的成本。

假如所有的森林都遭毀壞，其損失將是難以計算的，至少會導致大多數(shù)水利和澆灌工程癱瘓。根據(jù)現(xiàn)實狀況保守地估計森林的破壞每年給水電和澆灌導致10%-20%的損失。那么，森林的這項價值相稱于中國所有水電的10%的價值（約210×10元），以及所有澆灌農業(yè)10%的產值（約1300×10元）。

A.1.7防止沙漠化

框A5.長江流域的泥沙沉積

每年大概有1.3×10m的土壤沉積在洞庭湖。湖水面積已從1860年的6270km減少到目前的局限性2600km。蓄水量也從1949年的29.3×10m減少到目前的局限性15×10m，減幅為48.8%[62]。鄱陽湖每年淤積量也達1210×10t，湖床每年增高3cm[63]。

長江流域共有大、中、小型水庫5萬余座，總庫容量超過1.2×10m以上，每年因泥沙淤積損失庫容12×10m，相稱于12座大型水庫。長江上游各類水利工程的年淤積量達3.6×10m，僅四川每年淤損庫容量就達1×10m。進入三峽庫區(qū)的淤積泥沙每年近6×10t，減少庫容3.5×10m[53]。湖南省258座中型水庫中，30％淤積嚴重，13座大型水庫有5座淤積嚴重，損失庫容量1.5×10m以上。江西贛縣1958-1980年建的43座小型水庫，淤積泥沙占庫容的24％，其中已經有9座淤滿報廢[53]。土地沙漠化是中國目前最為嚴重的環(huán)境問題之一，首要原因是人口劇增、貧瘠土壤過度運用、亂采礦、過牧、濫伐以及不合適的澆灌等，導致了農田的鹽堿化。我國荒漠化分為風蝕、水蝕、凍融、鹽漬化四大類，共跨越了干旱、半干旱和亞濕潤干旱區(qū)三個氣候帶。據(jù)《中國沙漠化國家匯報》，中國共有荒漠化土地262.2×10km，其中風蝕荒漠化（沙漠化或沙化）土地160.74×10km；水蝕荒漠化（水土流失）土地20.46×10km；凍融荒漠化36.33×10km，土地鹽漬化23.32×10km，此外尚有其他原因引起的荒漠化土地21.38×10km[61]。沙漠化土地在中國以每年2460km的速度擴大[56]。

長江和黃河發(fā)源地周圍以及其上游和中游的大量土地已經沙漠化。這個地區(qū)長期不合適的人類活動，使森林和草原嚴重退化。沙漠地區(qū)也是中國最不發(fā)達地區(qū)，大量人口生活在貧困中。沙漠化不僅限制了區(qū)域經濟的發(fā)展，并且嚴重影響著長江和黃河中下游經濟的發(fā)展。

框A6.中國北部人口的增長與沙漠的擴大

從沙漠的覆蓋率和擴大速度上看，中國北部的沙漠化最為嚴重。這一地區(qū)氣候干旱，自然資源匱乏，交通條件差，經濟發(fā)展一直落后于中國其他地區(qū)。18世紀中葉后來，尤其在20世紀，中國北部人口由于外地人的大量遷入而迅速增長。在20世紀50-80年代，人口的年增長率到達3.08%，人口平均密度由每平方公里10-15人增長到40-60人[64]。

人口的增長和社會的需求給土地資源帶來極大的壓力，破壞了老式的可持續(xù)式的土地運用模式。在嚴重沙漠化土地中，24.5%（即44700km）由于過度耕作所致，28.3%（49900km）是由于過牧所致，31.8%（56000km）是由于過度伐木和采集薪柴所致，8.3%（14700km）是由于不合適地運用淡水資源所致，尚有0.7%（1300km）是由于采礦、修筑道路和都市開發(fā)所導致的[64]。據(jù)估計，沙漠化每年導致的直接經濟損失為540×10元，相稱于1996年中國西北5省（自治區(qū)）財政收入的3倍[61]。全國受沙漠化危害地區(qū)，每年減少糧食產量30×10kg以上，相稱于750萬人一年的口糧。建國以來，全國共有66.7×104hm耕地淪為沙地，平均每年喪失耕地1.5×10hm，有235.3×10hm草地變成沙地，平均每年減少草地5.2×10hm。

荒漠化不僅導致可運用土地數(shù)量的減少，并且使土地質量下降，據(jù)中國科學院測算，荒漠化地區(qū)每年因風蝕損失土壤有機質及氮、磷、鉀等達5590×10t，折合2.7×10t原則化肥[61]，其價值約為2800×10元。20世紀末，沙塵暴在華北地區(qū)越來越頻繁，沙漠化加劇了這個地區(qū)的貧困。全國農村貧困人口的1/4生活在荒漠化地區(qū)，1995年荒漠化地區(qū)人均農村產值1014元，僅為全國平均水平的34.2％?；哪€制約了地區(qū)經濟建設的發(fā)展，1979年4月10日一場沙暴，導致南疆鐵路行車中斷20天，直接經濟損失多萬元。龍羊峽水庫每年因荒漠化進入的泥沙量達3130×10m，導致的經濟損失達4700多萬元[61]。

框A7.內蒙古和甘肅的沙漠化

全國有24000多種村莊和城鎮(zhèn)常常受到荒漠化的危害，內蒙古自治區(qū)鄂托克旗近30年間被流沙壓埋的房屋有2200多間，棚圈3300多間，有700多戶村民被迫遷移他鄉(xiāng)[61]。

甘肅石羊河下游的民勤綠洲地下水位以每年0.5-1.0m的速度下降，使7萬余人、12萬牲畜的飲水發(fā)生困難，2×10hm農田棄耕。A.1.8穩(wěn)定海岸

海岸的森林與灌木具有保護海岸線免受侵蝕，以及固沙的作用，防止沙土不被風吹到附近的農業(yè)區(qū)。

紅樹林能攔截河流泥沙，將其固定在根系里，從而形成新的沖積地，便于發(fā)展農田或魚池。通過攔截泥沙，紅樹林起著保護岸邊珊瑚礁的作用。珊瑚礁反過來可以使海岸線增長穩(wěn)定性和強度，防止暴風雨和海潮侵蝕土地。棲居海岸沙丘的嬌嫩的鬣刺Spinifex在固定松散沙丘方面起著重要的作用。海岸保護的作用在南部海濱地區(qū)最大。

全球變暖，中國受影響的地區(qū)甚小，但海岸是中國最寶貴的地產之一。假定價值為每平方公里20×10元的一等土地每年減少10km2，則這種功能價值每年即為20×10元。

A.2調整氣候和天氣

森林是地球上最厚的植被。與海洋相比，森林對地球氣候的影響較小。然而，森林對小氣候和局部氣候的影響是明顯的。森林對平衡大氣中二氧化碳的水平起著重要作用，而二氧化碳是導致全球氣候變暖的重要氣體。

A.2.1小氣候和局部氣候

森林具有龐大的林冠層，在地表與大氣之間形成一種綠色調溫器，它不僅形成特有的林內小氣候，并且對森林周圍的溫度也有很大的影響。夏季，由于林冠遮蔽陽光，林內的太陽輻射很弱，從而使林內年均溫較無林地低。當氣溫高時，森林還具有冷卻作用；周圍的氣溫越高，這種冷卻作用越強。到了冬季由于林冠的覆被，阻緩了熱量的散發(fā)，從而使林內氣溫反而比林外高。氣溫低時森林同樣具有保溫御寒作用，冬季氣溫越低保溫御寒作用越大。而在整個一年的過程中，森林的冷卻作用強于保溫作用[48]。

框A.8西雙版納森林退化與當?shù)貧夂?/p>

來自云南省西南部西雙版納自治州景洪縣35年來的氣象資料，清晰地表明了森林退化和地方氣候間的關系。森林退化使森林愈加遠離城區(qū)。雖然當?shù)氐哪昶骄鶜鉁刂宦晕⒂心承┥撸贿^冬季更冷、夏季更熱了?？偨邓恳仓皇锹晕p少，但其季節(jié)分布不均卻明顯加劇了。冬季降水量與從前相比大大減少。最為明顯的還是對霧氣生成所導致的影響。目前每年的霧每天數(shù)減少了30%。在沒有森林圍繞時，晨霧會消散得更快某些。由于冬天的霧氣可以減少西雙版納地區(qū)的冬季蒸騰率，因此這種霧氣的減少危及到了熱帶常綠植物的生存，而這其中也包括當?shù)卦诮洕细叨纫蕾嚨南鹉z植物。[46]森林還可以減低地面的風速，在森林地帶避風側形成明顯的遮蔽區(qū)，從而保護莊稼免遭風的破壞。此外，森林的蒸騰作用還使有森林地區(qū)保持著比無森林地區(qū)更高的濕度。通過保護土壤不受陽光直接照射，森林可以減低地面溫度和減少上升熱氣流的產生。森林的存在可以增長云量，并增長霧和降水量，減少冬季夜晚的熱量散發(fā)。公認的見解是：森林在一定程度上可以增長當?shù)氐慕邓浚鼘Φ貐^(qū)降雨的作用還需要深入研究[48]。天然植被的減少會導致夏季氣溫更高，冬季更冷，霜更多，旱季降水量更少以及水流失更嚴重。在某些邊緣地區(qū)，獨特的氣候可以利于特殊作物的生產，假如植被被破壞則會變化當?shù)貧夂颍蟠鬁p少生產力，并且導致當?shù)厣锒鄻有缘膯适А?/p>

A.2.2防止火災

潮濕的熱帶森林形成林窗后，陽光和干燥的風滲透樹林，這也許導致地面植被變得干燥，從而易引起火災。而在這此前，要著火幾乎是不也許的。中國的其他地區(qū)，由于缺乏保護，或不謹慎和不負責的人類活動已經導致了大面積的天然火災，破壞了森林，導致森林和草地退化，野生動物減少，固碳作用減少，重要的木材和薪柴供應受到影響。天然闊葉林則可防止這種野火蔓延。

火作為重要生態(tài)原因之一，與草原植被形成及演變同在，并予以草原植物群落的構成及構造以很大影響。在我國草原地區(qū)，火被作為自然災害之一。在美國，在某些狀況下，火被作為草原管理的一種手段，用來調控草原植物群落的構造及構成。我國火試驗研究表明[24]-[30]，火作為重要的生態(tài)原因之一，其對草原生態(tài)系統(tǒng)的影響是很復雜的，既有負面影響，也有一定的有益或增進作用。

火燒可在一定程度上提高土壤有效氮的供應水平，這是由于火燒毀地面凋落物，變化了土壤表層的生態(tài)環(huán)境狀況，在一定程度上有助于土壤系統(tǒng)中的全氮向有效氮的轉化，從而提高了土壤有效氮的供應水平。

火燒對不一樣生活型植物的效應不一樣，它使經典草原建群植物禾草羊草Leymuschinensis的枝條數(shù)提高100%-150%，并使當年根莖得到充足發(fā)展，并使之在其后的競爭中具有優(yōu)勢和得到發(fā)展。火燒還增長了羊草種群的地上生物量，對羊草種群的生長發(fā)育有積極或增進作用。這一成果與火燒后供氮水平提高有一定關系。與此相反，火燒過多地傷害了叢生型禾草大針茅的地面更新芽，從而使大針茅的數(shù)量減少且干重減少。

火燒的最終止果減少了草原植物群落的生物多樣性，這也許是由于火燒增長了土壤中氮的有效性，羊草種群急劇發(fā)展，對弱小種群的生存產生了制約作用，導致物種多樣性的減少?；馃删S持4-5年時間，連年火燒有也許產生不利影響。

據(jù)1987、1988、1990、1996和1999年中國林業(yè)年鑒，從1950-1987年的37年間，全國年均發(fā)生森林火災15838次，火災發(fā)生率為13.9次/10×10hm，年均受害森林面積94×10hm，森林火災受害率平均為8.5‰，全國因森林火災年均死亡110人，傷690人。1988-1999年，全國年均發(fā)生火災7495次，受害森林面積5.4×10km，因森林火災年均死亡40人，傷178人。根據(jù)記錄分析，我們可以得出結論：加強對森林的保護減少了平均8860km面積內火災對森林導致的損失，假如每公頃以5000元計，合計減少損失43×10元。A.2.3防備風暴

紅樹林和沿岸森林有助于減少嚴重風暴的風速和破壞力。在全球臺風發(fā)生頻率最多的海域，平均每年有28次臺風，其中約