《生态气候学:概念与应用(第二版)》评介

生态气候学将生态学和气候学的相关领域进行交叉集成研究,有望弥合气候学和生态学两个学科之间的鸿沟,特别有助于气候学领域的研究人员理解如何在气候模式中利用植被过程数据。北京师范大学延晓冬教授等翻译的《生态气候学:概念与应用(第二版)》(气象出版社,2017年出版),是一本令人印象深刻的书,原著Ecological Climatology:Concepts and Applications(Second Edition)于2 0 0 8年由C a m b r i d g e University Press出版。该书的作者Gordon B.Bonan是NCAR(美国国家大气研究中心)的高级研究员,主要研究方向为陆地生态系统与气候的交互。该书作为Bonan的代表作,把生态学和气候学的相关领域合并成生态气候学交叉集成研究,涵盖了生态学、气候学领域的诸多方面内容,如生态特征、植被与气候的交互作用、水与能量平衡、植物过程(如光合作用和植被冠层过程)。本书引入了一个跨学科的框架来理解陆地生态系统和气候变化之间的相互作用,回顾了基本的气象、水文和生态概念,介绍了陆地生态系统影响气候和受气候影响的物理、化学和生物过程。特别地,这本书的关键主题是陆地生态系统(特别是森林生态系统)如何对气候产生影响。这一主题与过去人们普遍认为的“气候影响生态系统的功能和结构”形成了鲜明的对比。与第一版相比,在第二版中,作者采用的写作风格更加通俗易懂。在每一章的结尾都提供了习题,答案可以在互联网上找到。这些习题可以很好地测试读者对每一章的理解程度。本书包括七个部分,一共30章。第一部分(第2~3章)介绍了地球系统及其组成(大气圈、水圈、冰冻圈等)、全球循环。第二部分(第4~8章)深入研究了全球物理气候学,包括对地球气候、气候变异和气候变化机制的研究。第三部分(第9~10章)是关于土壤过程的,包括土壤物理和土壤生物地球化学。第四部分(第11~15章)介绍了水文气象学,从基础知识(比如陆地水循环和流域水文)开始,然后引出主题(地表能量通量和湍流通量)。     

国内外生态气象现状及其发展趋势

首先探讨了生态学、气象学与生态气象学的发展历程,并给出了目前常见的几种生态气象学的定义;其次,对国内外生态气象学的现状进行了简单分析,主要介绍了国际上开展的与生态系统有关的许多观测计划和研究试验,以及国内不同部门开展的陆地生态系统观测状况,并分析了我国气象部门生态气象业务服务现状及存在的问题;再次,分析了生态气象学未来的发展趋势.     

国内外生态气象现状及其发展趋势

首先探讨了生态学、气象学与生态气象学的发展历程,并给出了目前常见的几种生态气象学的定义;其次,对国内外生态气象学的现状进行了简单分析,主要介绍了国际上开展的与生态系统有关的许多观测计划和研究试验,以及国内不同部门开展的陆地生态系统观测状况,并分析了我国气象部门生态气象业务服务现状及存在的问题;再次,分析了生态气象学未来的发展趋势。     

《气候学方法》

英国伯明翰大学教师E.T.斯特林格(Stringer)所著气候学教科书中的一部,1972年美国旧金山出版。此书与作者的另一部著作《气候学基础》(Foundations of Climatology)有着密切联系,内容包括三部分共八章:第一部分为基本方法,有天气观测、观测结果的表达,气候学模型等三章;第二部分为基本方法的一些应用,有辐射气候学、温度、云与气候、目视气候与光学气候学四章;第三部分仅一章属地理气候学。作为气象学和自然地理学中间学科的气候学,已有较长时间的发展历史。近年来,气象学各部分内容如天气动力学、物理气象学、数值预报等的迅速发展,气象雷达、卫星等新探测技术的引进,自然地理环境考察以及环境保护学科的形成,为气候学     

主编语

生态气象学是一门交叉学科,它以包括大气环境在内的生态系统为主要研究对象,利用天气学、气候学、应用气象学、生态学原理与方法研究生态系统诸因子间的相互作用及变化规律。在全球气候变暖、生态环境问题日益突出的背景下,生物资源和土地资源退化等问题直接威胁到了人类的生存和可持续发展。考虑到未来气候变化的不确定性和负面影响,如何维持生态系统的健康演变,适应环境变化,需要将气象学和生态学结合起来开展交叉研究,探讨各相关要素相互作用的过程和因果关系,这是生态气象学需要探讨、解决的问题。水生生态系统是全球生态系统重要的组成部分。长江作为我国最长的河流,其流域的生态环境与天气、气候变化对于沿江区域的经济发展有着重要影响。特别是在“万里长江,险在荆江”的荆江流域,夏季的强降水使得这片素有“九曲回肠”之称的流域始终面临着洪水宣泄不畅、极易溃堤成灾的威胁。因此,研究该流域的生态气象特征,对于这里以农业、水产养殖业为特色的地方经济、及清洁环境和健康生态系统的维持具有重要的气象服务价值。近年来,湖北省荆州市气象局在生态气象领域做了大量工作,对一些科技问题进行了积极探索和总结,本期以“刊中刊”的形式集中刊登了依托于荆州市气象局的“江汉平原生态气象遥感监测技术协调创新中心”有关成员单位在湿地生态与农业气象等方面的最新研究文章。本期“进展报告:长江生态气象”在荆州市气象局的支持下,展示了该局科研业务人员独立或与高校等机构学者合作,在江汉生态气象方面近年来取得的主要成果。这些研究分别从产量预报(P36)、洪涝灾害(P51)、农作物遥感(P58、P72)、水体遥感(P85、P91)以及流域生态环境保护(P105)等不同角度阐述了生态气象领域在当地的研究进展,这些研究与长江流域生态保护与可持续发展问题密切相关。     

地理气候学与气候地理学

(一) 气候与地理的关系是气象工作者与地理工作者都颇感兴趣的问题,但是长期以来并未引起人们认真的讨论。气象工作者多年来较多地注意到气候的物理方面,认为气候学属于大气科学。然而,气候现象是有严格地域性的,若不注意气候的地理方面,气候学的发展将受到限制。另方面,地理学家在研究气候的时候,由于着重于气候事实的描述,不注意气候构成的物理机制,因而说明气候事实的联系就发生困难。从学科的观点出发,气候学应是大气科学与自然地理学之间的边缘科学。例如,E.T.斯特林格(Striger,1972)认为:“气候的物理问题涉及到气象学与地理学两者的研究”。从方法论和所研究的内容考虑,气候学现在主要有四个分支,即统计气候学,天气气候学,动力气候学和地理气候学。 不过应该特别说明,地理气候学与现在的气候地理学并不相同。气候地理学认为气候是一种地理现象。     

新书介绍

气候学研究一一“天、地、生”相互影响问题邹进上主编气象出版社 1989年8月本专样是为纪念我国著名气候学享么枕生教授从事气象工作和执教50周年而选编的,旨亡推动“天,地、生”气候学这一新兴学科的建立和发展。本书共选刊55篇学术论文,皆系国内外著名科学家或么枕生教授的学生们所撰写。内容分为三部分,即:(一)统计气候与气候变化;(二)动力气候与气候模拟;(三)“天、地、生”相互影响问题文章立意新颖,资料丰实,理论联系实际,富有开创性和启迪性,可供从事气象学、气候学、地理学、农业、林业、生物生态、环境科学等学科的研究人员和实际工作者以及高等院校有关专业的师生们参考。     

沙漠气象若干问题研究进展

沙漠占据地球陆地面积的1/4,沙漠天气和气候对全球生态、环境及气候等的影响一直都受到社会各界极大关注。本文参考国内外有关沙漠气象学研究的代表性著作,简要回顾了沙漠气象学的国内外发展历史,并从沙漠表层物理特性研究、沙漠天气与边界层研究、沙漠气候研究、沙漠影响区域及全球环境研究等多个方面阐述了沙漠气象学的研究进展。最后对沙漠气象学研究提出了展望。     

陆地生态系统蒸腾蒸散比量化及其时空异质性研究进展

蒸腾蒸散比(T/ET)是阐明陆地生态系统水分散失过程中植被作用的关键参量,蒸散及其组分的准确量化是生态水文研究的基础,有助于理解蒸散与气候变化的相互作用机制。总结了国内外T/ET观测和模拟方法及其量化结果的差异,梳理了森林、草原、湿地和农田4种陆地生态系统T/ET的研究成果,阐述了不同类型陆地生态系统T/ET的时空异质性及其驱动因素。不同生态系统T/ET的差异来源于生态系统特性、时空差异、观测方法和模型或数据集选取,但各差异来源对其的贡献率还未有统一定论;T/ET的变化主要依赖于生态类型、冠层特征、气候、土壤等条件,不同时空尺度的生态系统T/ET驱动因素不同。因此,针对T/ET量化方法开展不确定研究,阐明不同陆地生态系统T/ET的时空异质性,揭示其变化规律及驱动机制将是未来的研究重点。     

当前气候工作中的几个问题

气候学是气象科学中发展最早的一个部门,十九世纪五十年代以前的气象学基本上就是一部气候学。时至今日气象学的许多新的分支还都要联系到气候学的基本概念。同时,气候学的前进提高,也必须从气象学其他分支中吸取营养。但是,目前存在着什么是气候学,气候学与气象学中其他部门如何区分的问题。由于这些问题,造成在工作中既有重复浪费,又有脱节失调的现象,这种情况对气候学的进步不利,对四化建设有害。为此,提出以下几点意见和同志们讨论。     

陆地生态系统模型及其与气候模式耦合的回顾

陆地生态系统和气候系统通过能量通量、水汽通量、物质交换相互影响、作用。作者对陆地生态系统模型及其与气候模式耦合的研究进行综述和讨论,总结了当代5类主要全球陆地生态系统模型,即生物地理模型、生物地球化学模型、森林林窗模型、陆面生物圈模型和动态全球植被模型,以及它们与气候模式耦合的研究进展。阐述了动态全球植被模型及其与气候模式耦合研究在全球变化研究的重要作用。最后,对未来模拟研究的方向进行了分析。     

国外气象现期期刊简介

该刊主要介绍理论研究成果在气象科学力面的实际应用.包括气象学、气候学、海洋气象学、水文气象学、海洋力学,气候的物理学基础与模式化等的研究应用于长、中、短期天气预报,气象测定,台风与风暴,城市气候,气象雷达观测,数值预报技术,卫星资料的利用技术等.     

蒸发和蒸散的测定与计算方法的现状及发展

一、前言水面、陆面蒸发和作物地段的蒸散,不仅涉及气象学和气候学,而且与地球物理学的其它学科,如陆地水文、海洋和地质等密切相关。这些学科都从不同角度对蒸发、蒸散问题进行研究,并取得了显著的进展。蒸发是水分平衡、热量平衡方程中的主要项,同时蒸发过程的机制,又联系到空气近地面层中乱流交换的特征及规律,因而蒸发     

现代气候学的发展

气候学的发展在七十年代开始了一个新的时期。从1972年联合国环境大会开始的一连串世界性重要科学政策会议上,几乎都是异口同声地肯定了气候是当前世界所面临的许多重要问题(包括环境问题、粮食问题,水资源问题)中最难掌握的一个因素。正是在各界迫切的要求下,世界气象组织于1979年召开了世界气候大会,制订了世界气候计划。从此以后,气候不但成为世界气象组织的中心科学研究项目之一,而且超过了气象学或地理学的领域,成为许多学科共同开发的一块新的学科汇集园地。     

生态系统在全球变化中的调节作用

讨论在全球变化的背景下,生态系统对全球变化的调节作用.首先论述陆地生态系统对全球变化的调节作用,主要包括陆地生态系统对大气成分的调节以及对全球气候的调节;其次,论述水生生态系统对全球变化的调节作用,主要包括淡水生态系统对全球变化的调节作用以及海洋生态系统对全球变化的调节作用;最后,论述湿地生态系统对全球变化的调节作用,主要包括湿地生态系统对生物多样性保护的功能,湿地对全球变化的元素调节作用以及湿地对气候和水文的调节.       

现代气候学的发展

气候学的发展在70年代开始了一个新的时期.从1972年联合国环境大会开始的一连串世界性重要科学政策会议上,几乎是异口同声地肯定了气候是当前世界所面临的许多重要问题,包括环境问题、粮食问题、水资源问题中最难掌握的一个因素.正是在各界迫切的要求下,世界气象组织于1979年召开了世界气候大会,制订了世界气候计划从此以后,气候不但成为世界气象组织的中心科学研究项目之一,而且超过了气象学或地理学的领域,成为许多学科共同开发的一块新的学科汇集园地.     

新书架上

《The ENCYCLOPEDIA of CLIMATOLOGY》(气候学百科全书) John. E. Oliver和Rhodes. W. Fairbridge编,VAN NOSTRAND REINHOLD COMPANY出版,1987年,986页。本书是地球科学系列百科全书的第六卷。本书包括气候学科的各个领域,选用各个大陆的气候资料,对各种气候过程和气候变化做了简要的说明。本书是新版,着重阐述了气候学的发展,介绍了气候学的正规研究工作和最近的一些研究工作。主要内容包括生物气候学,核冬天,厄尔尼诺现象,气候和     

对《气象学与气候学》教学改革的几点认识

从教学内容、教学思想和方法以及课堂教学等方面对《气象学与气候学》的课程建设和教学改革进行调查和研究,并对近几年气象学和气候学的教学实践进行总结,提出了教学改革方面的一些新的经验和认识。     

西北地区陆地生态系统植被状态参数业务化遥感研究

植被指数(NDVI)和叶面积指数(LAI)是两个非常重要的陆地生态系统植被状态参数.我们首先利用最大值(MVC)合成方法使用先进遥感数据如MODIS、AVHRR3等得到旬合成植被指数(NDVI),然后利用最新的经验方法针对不同的陆地生态系统类型反演得到叶面积指数,重点研究了我国沙尘暴发生频率较高的我国西北地区植被覆被状态及其变化情况.植被指数能够反映区域,乃至全球范围植被年季状态,用于监测陆地生态系统植物光合作用活动及其变化.植被指数作为一个基础参数能够用于计算反演更高级别的陆地生态系统状态参数.叶面积指数直接影响植被的光合作用,蒸腾作用的变化和陆面过程的能量平衡状态.在沙尘暴预测研究中使用的起沙过程模型需要将叶面积指数作为一个关键输入变量,另外,绝大多数生态过程模型模拟碳、水循环时也都需要将叶面积指数作为一个非常重要的输入变量.我们总结了最新的叶面积指数经验反演方法,针对6钟不同的陆地生态系统类型应用不同经验模型计算得到了叶面积指数.     

卫星生物气候学研究

对地球陆地的卫星遥感大大增进了人们对全球植被型的了解.综合可见光与近红外波段的反射率观测值可以大致反映植被枝叶的存在,状况及数量.在气候研究中,这种资料相当有价值,因为气候变量与植被枝叶有关.植被枝叶的存在主要由局地热量与水分状况的结合决定.反过来,枝叶的存在又决定了局地光合率,影响表面反射率,影响局地蒸散率以及地面能量和质量平衡的其它要素.这些遥感资料的应用第一次为直接研究气候与植被之间的相互作用提供了连贯的全球性资料.这些进展正在被气候学研究接收,将会促进大尺度生物气候学的发展.预计在不久的将来,遥感技术以及人们对这些技术的了解将继续迅速发展,并且会推动卫星气候学这一新领域的重大进展.