氣候分析

氣候分析是指從研究一地氣候要素變化的規律著手，分析氣候隨時間的變化規律及其在空間分佈的特徵。由於氣候變化是由大氣、海洋、陸地、冰雪圈、生物圈所組成的氣候系統在各種不同的時空尺度上相互作用的結果，目前還沒有一個模式能夠把這些過程完全描述出來，只能通過先進的觀測手段，利用各種資料，對氣候變化進行評價和診斷分析，並做出預測，以求了解氣候變化和氣候異常的發生、發展過程和原因及其未來可能出現的情況，揭示其對社會、經濟、環境等各方面的影響，三者結合起來，才能逐步認識和掌握氣候規律。

氣候分析能明確提出空間規劃面臨的挑戰．並為其提供設計依據與規劃決策輔助，但各地氣候分析成果並無統一格式。

氣候分析主要包括氣候監測、氣候重建、氣候診斷、氣候評價和氣候預測五個內容。

氣候監測是指對描述地球表面和大氣狀態的溫度、降水和二氧化碳濃度等要素所進行的長期觀測，這是20世紀70年代提出來的一個名詞。其目的是監視氣候系統的變化狀態和重大氣候事件，取得反映氣候系統各分量之間相互作用的參數和資料，以便及時發現氣候系統任何值得注意的變化。氣候監測是氣候分析的基礎，它主要包括以下四個方面的內容：

(1）大氣常規監測：主要指對氣溫、降水、日照、氣壓等反映氣候狀態基本量的觀測，這是氣候監測最主要的內容。

（2）重大氣候事件的監測：對氣候異常事件（主要指氣候災害）的監測，包括對氣候異常事件發生的時段、程度、頻率、極端、平均狀況以及發生、發展、消亡等內容的監測。

(3）海洋及氣候系統其他成員的監測：主要指對海面溫度、深層海溫、海冰面積、雪蓋、土壤溫度和土壤濕度等要素的觀測。

(4）非常規監測：主要指對太陽活動和大氣中微量氣體的監測，如對太陽黑子相對數、二氧化碳濃度和臭氧濃度的觀測。對氣候系統的監測是多學科跨部門的工作。為使氣候監測業務化，應該協調組織各有關部門，分工監測，統一整編，定期發布氣候監測公報，及時向政府決策機關提供有關氣候系統狀態的綜合情報，從而為政府進行宏觀管理、長期規劃和決策諮詢提供可靠的科學依據。

由於當前氣象儀器觀測記錄最長也只不過有一二百年，大多數氣象台站只有幾十年的記錄，而氣候變化是在更長時間尺度變化的背景下進行的，用這些記錄分析氣候變化顯然是不夠的。因此，要研究氣候變化，勢必對古氣候進行研究6進入70年代以來，人們意識到對過去氣候波動的過程和原因的知識十分缺乏，從而進一步開展了氣候重建工作。氣候重建是指利用各種代用資料建立古氣候序列。它可以幫助人們延長氣候要素序列，了解歷史上氣候變化史實，拓寬氣候分析的時間尺度。古氣候的重建方法較多，下面介紹兩種在省級氣象部門使用較多的方法：

(1）樹木年輪法

這是一種廣泛用來進行古氣候重建的方法。由於樹木生長受季節影響，春材細胞大而顏色淡，秋材細胞小而顏色深，一淡一深組成一圈年輪。當水分、營養、日照充足時，年輪寬，反之年輪窄。因此，可以從年輪寬窄的變化反推出古代的氣候條件，再現各地氣候變化史實。如我國西部青海、貴州、雲南等9個省、自治區進行的樹木年輪氣候研究，為建設青藏鐵路所需的百年溫度預報提供了大量的古氣候資料。

(2）史料分析法

我國是一個有著悠久歷史的文明古國，在歷史文獻中有豐富的關於氣候方面的記載，人們可以從史料中大致了解古氣候的演變趨勢。如1975年和1977年，國家氣象局和許多單位組織了兩次較大規模的協作，從歷史史料中對近500年的早澇演變趨勢進行了定量化分析，劃分了逐年早澇等級，編繪出版了（中國近五百年旱澇分布圖集）。此外，還根據（清宮晴雨錄）整理出版了《北京250年降水資料）。同時，人們還可以綜合利用考古、物候、史料及近代觀測資料，根據氣溫分佈的正態性，把5000年以來每10年寒冷事件頻率，轉換為10年平均氣溫距平，建立四季的10年平均氣溫距平序列。

氣候診斷是指對某一時期的氣候變化，尤其是氣候異常的特點和物理成因作出判斷。它主要是在對氣候進行動態監測的基礎上，診斷分析全球性或區域性的氣候變化，尤其是氣候異常，包括時空分佈、異常程度、導致氣候變化的影響因素及對社會、經濟發展的影響，並提出適應氣候變化的相應對策，為各級政府和社會提供有關氣候變化的綜合服務。

氣候診斷方法包括動力學方法和統計學方法兩種。動力學診斷方法與天氣診斷基本相似，只是時間尺度不同而已；統計學診斷方法主要用於分析氣候事件的觀測事實，確定產生氣候事件的主要和次要影響因素，給出氣候事件發生的空間結構。目前省級氣候診斷尚處於統計診斷階段，且以氣候要素診斷為主，而動力學診斷方法的使用基本上局限在國家級科研業務單位、院校。要詳細地羅列氣候診斷的具體內容比較困難，從目前已有的工作來看，氣候診斷包括了氣候系統內各物理特性（如大氣環流）、海面陸地過程（海溫、極冰、火山）、太陽活動、大氣中微量氣體（二氧化碳、臭氧）等對氣候的影響分析，以及對氣候要素（溫度、降水、蒸發、日照）、重大氣候事件的變化事實和規律的分析。

氣候評價是在氣象部門應用最廣的一項氣候分析業務。它是指在一定時期的夭氣氣候背景下，從氣候的角度出發，揭示和評價氣候對社會、經濟和環境等各方面的利弊影響。

從所評價氣候的時間長短與先後來進行劃分，氣候評價一般包括現代氣候影響評價、實時氣候影響評價、展望性氣候影響評價三種形式：

(l）現代氣候影響評價

現代氣候影響評價又稱回顧性氣候影響評價。主要研究自現代儀器觀測以來，較長時間的氣候狀態對人類社會和經濟活動的影響，它是氣候評價業務中最基本的部分。

(2）實時氣候影響評價

實時氣候影響評價主要對目前或近期內的氣候狀態、已經發生或正在發生的重大天氣氣候事件的影響，進行綜合性或專門性評價。

(3）展望性氣候影響評價

展望性氣候影響評價主要是以氣候影響指數、氣候影響評價模式、氣候影響的滯后性研究等為基礎，在天氣、氣候預測都較為準確的前提下，對所預報的氣象因子在未來一定時期內的影響以及前期氣候狀態的後期持續性影響進行評價。氣候評價的目的，在於把握氣候的脈搏，從中分析氣候所具有的社會經濟效應，生動地、直觀地揭示氣候與社會經濟等方面的緊密聯繫，從而提高人們對天氣氣候的認識，趨利避害，合理利用氣候資源，並增強全社會對氣候異常與氣候變化的適應能力。另外，氣候評價還有著它的長遠意義。歷年氣候評價，無疑是一份重要的氣候檔案，積累的時間越長，其價值也就越高。它將有助於研究氣候變遷，有助於為國民經濟生產指揮部門制定長遠規劃、進行各種決策提供可靠的氣候依據。

氣候評價主要包括兩方面的內容：一是評價時段內的天氣氣候概況及其與多年平均狀況的對比分析；二是評價時段內的氣候狀況對社會、經濟、環境等方面的利弊影響及其評價。後者是氣候評價的重點所在，它可以通過兩種途徑來進行：

(l）分別評價氣候對農業、工業、水電、交通運輸、醫療事業等各個方面的作用和影響。

(2）以重大氣候事件為線索，綜合評價氣候所產生的社會經濟效應。

氣候預測是指利用氣候演變規律而製作的一個月以上的平均氣候狀況的預報。氣候預測根據時間尺度分為兩類：

(l）短期氣候預測

短期氣候預測又稱長期天氣預報。即以月、季、年為時間尺度的預測，如我國汛期降水預報。

(2）長期氣候預測

長期氣候預測是指10年到幾十年、乃至上百年的預測。如對未來50年溫室效應加劇引起的氣候變化的預測。

氣候預測一方面有助於為國民經濟的發展，特別是農業生產的可持續發展，水資源、能源的有效利用和調配以及交通運輸發展和安全提供更為可靠的保障；另一方面，較為準確的氣候預測，特別是季和年的預測，對於重大經濟活動的規劃、計劃有著非常積極的影響，尤其對全年農業生產的結構調整、大型水庫水資源的綜合調度、區域經濟的開發以及重大工程建設的計劃安排等宏觀決策，將起到重大的指導意義。總的來說，氣候預測有助於為各級政府制訂國民經濟發展計劃和趨利避害，為防災、抗災、減災決策提供科學依據，為促進社會經濟的持續、快速和健康發展提供優質服務。

目前，全球性的氣候變化問題，尤其是有關氣候預測研究方面的問題，已經得到各國政府的高度重視，成為國際上外交場合中的一個熱門話題。但由於氣候是一個非常複雜的物理系統，系統的每一部分都有各自的物理性質和變化特點，所以做氣候預測不能象做天氣預報那樣，僅僅只分析大氣內部的物理過程，而要對氣候系統內部所有成分的物理過程進行分析。做10年以上尺度的氣候預測，除了考慮氣候系統中各個成分之間的關係外，還應考慮氣候系統外部的影響，如太陽輻射的變化及人類活動的影響等。所以做氣候預測比做天氣預報要複雜得多和困難得多。

氣候分析通常分為三類，即一般氣候（亦稱通用氣候）分析、應用氣候分析和氣候情報。

一般氣候分析，主要研究氣候的時空分佈特徵及其變化規律，以適應國民經濟部門了解一般氣候狀況的需要。氣候志、氣候圖、氣候概況、綜合性的氣候區劃等均屬此類。由於它的內容比較全面．表達形式多樣，使用比較方便，深受讀者歡迎。

五十年代初期，國民經濟的恢復和第一個五年計劃的制定，給氣候分析提出了廣泛的課題。各級氣象部門在條件比較困難的情況下，邊搜集資料，邊統計整理．積極開展了一般性氣候分析工作。三十多年來，氣象部門始終把一般性氣候分析作為自己的日常業務之一，普遍進行了單站氣候分析、區域氣候分析、流域氣候分析和編寫省、市、自治區氣候志的工作，其分析成果多有出版。到一九八三年，北京氣象中心資料室收藏此類成果有4000種，約5000冊。其中主要有中國氣候、中國高空氣候、中國氣候區劃、長江流域氣候分析及省氣候志等。

繪製氣候圖，既是進行多種氣候分析的基礎，也是一般性氣候分析的一種表達形式。一九五三年，聯合資料室繪製了新中國第一套氣候圖集——《中國氣候圖》上集，一九五五年又出版了該圖的下集。該圖集包括十餘種氣象要素，共195幅。一九六六年，又增添站點，延長資料年代（到一九六〇年），第二次編繪出版了《中國氣候圖集》。第三次氣候資料階段性整編完成之後，又根據整編成果編繪了地面、海洋、高空等7本氣候圖集。

《中國高空氣候圖集》是中國第一套系統分析高空氣候的圖集，於一九七三年出版。該圖的主要內容是：中國及鄰近地區30毫巴以下的各標準等壓面不同高度特性層的風場和七個經緯度的剖面，是研究中國高空氣候情況的重要資料。《中國高空氣候》一書．就是在此圖的基礎上編寫的。此外，還編繪出版了《中國和鄰近地區高空氣候圖集》和《北半球高空氣候圖集》。

《太平洋氣候圖集》、（印度洋氣候圖集》和《大西洋氣候圖集》是在整編海洋氣象資料，查閱大量國外氣候文獻和氣候圖的基礎上，分別於一九七三年和一九七五年繪製出版的。該圖反映了三大洋氣候要素的分佈情況，填補了中國沒有二大洋氣候圖的空白。《中華人民共和國氣候圖集》是一九七八年出版的，使用了九五到一九七〇年的資料，共68個項目，217幅圖。該圖比較系統、全面地反映了各種基本氣候要素的分佈及其變化狀況，具有一定的學術水平和實用價值。

在繪製全國性氣候圖集的同時，各省、市、自治區氣象局資料室也都

相應地繪製出版了大量本省、市、自治區氣候圖集、氣候區劃圖集、災害

性天氣圖集等。

應用氣候分析是為某一專業，或某個專門問題服務需要而進行的氣候分析。五十年代初開始，各級氣象部門就普遍進行了應用氣候分析，開始把此項工作作為氣象資料工作的日常業務之一。隨著社會主義建設的不斷發展，特別是在黨的十一屆三中全會以後，四化建設對應用氣候分析提出了越來越高的要求，涉及的內容和範圍越來越廣泛．使應用氣候分析具有廣闊的發展前景。

氣候情報通常是指近期的氣候狀況及其給國民經濟帶來影響的綜合分析。隨著經濟建設的發展，氣候作為一個對生產有重要影響的因素，日益為人們所認識．各級黨政機關和生產邵門對國內外氣候狀況越來越關心，因此．氣候情報作為一種服務手段也日趨重要。

氣象部門對國內外氣候情報的收集、分析業務始於一九五九年。當時，主要是不定期地向國務院提供國內外氣候反常的情況。一九七九年正式改為《世界氣候月報》和《天氣氣候簡報》（不定期），為國務院各部門，各省、市、自治區人民政府及有關科研單位提供全球的氣候實況，以及中國天氣氣候異常變化與國外天氣氣候變化關係的分析等方面的材料。氣候評價是從經濟效益和杜會效益出發，用氣候學的方法評價本年度的氣候狀況和天氣氣候對工農業生產，對國民經濟各部門產生的利弊影響。

氣候分析服務是將長期積累的大量氣象資料，經過綜合的科學分析，從中得出具有規律性的結論（通常稱之為氣候規律或氣候特點），來為使用部門服務。如果結合某專業部門生產建設的特點，對氣象資料進行綜合分析，就是專業的應用氣候分析，分析的結論就可以用於該專業部門的生產建設中，從而使氣象資料服務發揮出應有的經濟效益。

（1）建築與氣候關係密切，氣候分析得出的數據對建築能源的節約和地域性建築的發展和延續有重要的作用。在建築方案設計階段，從人體生理舒適角度，正確分析和評價室外氣候對建築設計和室內熱環境的影響，提出適宜的應對對策，是建築設計的關鍵問題之—。

（2）施農業是一種人工干預下進行的現代農業生產方式。蔬菜設施栽培可以通過人工干預不同程度地減弱當地氣候條件對蔬菜的影響，但蔬菜設施栽培的類型、調控措施、種類選擇和茬口安排等必然還會受到天氣氣候的影響。根據氣候分析的數據和氣候區劃基本原理，運用主導因素和實用性的原則對蔬菜設施栽培進行了氣候區劃。