水分气候

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第553页（3331字）

是研究水在地球上的时空分布特征，水的运动和变化状况以及地球上水分在气候形成与变化中的作用与影响的科学。

其主要内容包括：地球上的水分含量；地球上的水分输送状况；地球上的水分平衡；地球上的水分循环；地球上的水资源；地球上的水灾害；水分与热量等其他物理量的关系，水分气候区划等等。

在地球外围包围着的一层流动空气称大气圈，地球表层生活着人类和生长着各种动物和植物构成生物圈，地面以下是地壳与岩层即为岩石圈，地球上的水分是以气体、液体和固体3种形态分布于大气、地面、生物体内和岩石中。整个地球系统，可以认为是由大气圈、生物圈、岩石圈和水圈这四个主要方面所组成，其每一个方面又都是在运动和变化，有各自的特点和规律，而相互间又相互依赖、相互作用和相互影响着。

水是人类和生物维系生活和保障生存的生命之泉，也是大气圈、地岩圈、生物圈主要的组成成份和促变因子。水圈的类型划分：按其存在的场所可分为大气水、地表水和地下水3个方面；按其性质可分为：水汽层、水层和冰雪层3种状态；按其成分：可分为盐水和淡水两大类。在千变万化的气候中，水分是最主要的角色，它既是主要的气候资源，又能造成巨大的气候灾害。

地球系统水分的总储量约为14．6亿km3，其中分布在地表的水占95．8%以上，海洋水就占93．8%，分布在地下的水占4．1%。地表水和地下水合占到水分总储量的99．9%，这两部分的水位置较固定，转换周期较长，尤其是地下水，可以稳定到数万年。

地球大气中水的含量远比地面和地下水少，仅占总储水量的0．00773%，但是大气中水的滞留和转换期不长。水从地面蒸发到大气中，随着大气环流流向各处，再以凝结形式降落下来，整个滞留转换时间大约8～10d，远比地面和地下水的转换期短得多，所以大气中的水分也是变动最快而又最活跃的部分。

关于水分气候的研究，国外研究也很早。1948年，伏伊柯夫(А．и．cвоеǔков)就作了自然界水分循环的研究；卡明斯基(А．А．Кaшaнскuu)等1933年计算了苏联欧洲部份的水汽输送；柯本(E．Kppen)1931年利用降水和温度把气候分成多雨、干燥、湿润、雪林及冰雪等气候类型；桑瓦威特(C．W．Thornthwaite)1931年分析了北美气候并于1939年提出有效雨量的观念，并进一步分析水循环中大陆和水面蒸发量的差异提出最大可能蒸发量的观念；其后彭门(H．L．Penman，1948)、布德科(М．Н．Бyвblko，1948)，、巴斯奎尔(G．Pasquill，1950)、萨顿(O．P．Sutton，1953)等许多学者提出了计算蒸发量的方法。

20世纪50年代以来，许多学者研究了水、热平衡在气候形成中的作用。如本腾(G．S．Benton，1950)和布莱克泼姆(R．T．Blackbrum)探讨了水分循环在大气环流中的作用；布拉特勃雷(D．L．Bгadbury，1957)进行了各种不同类型气流情况下水分平衡的分析；斯塔(V．P．Starr，1958)和培霍托(J．P．Peixoto)根据北半球地面到5×100hPa水汽辐合分布图指出：在许多大的河流和流域盆地附近存在着水汽辐合，在大洋和一些沙漠地区存在着强辐散区，他们计算出干燥地区的水汽辐散量大大超过降水量，因而认为干燥地区存在着地下水的补偿。

80年代以来，由于人口增长，社会发展和灾害频发，对于开发水资源、进行水利规划、减免自然灾害等方面工作也有很大发展，许多国家相继完成对本国及各主要地区水资源的评估。例如前苏联科学院1975年出版了《苏联水资源》；1978年美国水资源部发表了《美国的水资源》；1980年日本发表了《日本陆地水及其资源》等，许多着名科学家如伦敦(J．London)、奥特(A．H．Oort)及日本名古屋大学水圈研究所的武田乔男等都在水分气候领域内做了不少工作1981年8月在美国牛津召开的《全球水分平衡与变化》科学研讨会就发表了110篇学术论文，近年来几乎年年都有关于水的各种国际学术会议。

中国水分气候的研究工作开展很早，竺可桢在20世纪初就发表了《中国之雨量及风暴说》、《华北之干旱及前因后果》、《东亚季风与中国之雨量》等文章，涂长望、张宝堃、吕炯等老一辈科学家也做了不少工作。新中国成立后，结合工农业生产和国民经济建设，水分气候的各个方面研究工作有很大发展，例如：(1)在降水气候与旱涝灾害的研究方面，有陶诗言的《中国各地降水需要量的分析》，朱炳海的《中国夏季降水强度、降水变率与旱涝分析》及《中国降水区划》，么枕生的《我国东部境内降水变率》，叶笃正、徐淑英的《黄河流域的急雨》及高由禧的《我国的秋雨现象》等。

(2)在大气中水分含量及水汽输送方面，有郑斯中、沈建柱的《中国大陆上空的水汽来源》与郑斯中、相德卿的《中国大陆上空的水汽含量》，邹进上、刘惠兰的《中国大陆上空平均水汽含量及季节变化》与《我国平均水汽含量的基本特点与控制因子》。徐淑英计算了中国东部的水汽输送，谢义炳和载武杰对中国东部地区夏季水汽输送作了个例计算，郑斯中等作了《我国上空水汽输送》及《我国东部地区水汽辐合场》的计算，施永年等又作了“我国东部夏季大气中水汽通量的研究”等。(3)在水分循环与水分平衡方面，有傅抱璞的“大气中的水分循环”，王作述等的“长江上游地区盛夏季节的水分循环”，李玉山的“黄土地区土壤水分循环特征及其对陆地水分循环的影响”等。朱岗昆在50年代进行了“中国各流域水量平衡的初步分析”，罗绍华等对“我国夏季风期间大气中的水分平衡”及“我国大陆南部的水分平衡”作了计算研讨等。

(4)在水资源方面，中国科学院自然地理编辑委员会1980年出版了地表水专册，水利部水资源研究及区划办公室1981年主持了“中国水资源初步评价”，各地区、各流域都进行了水资源分析，并发表论文，同时还出版了不少有关地下水方面的专着。(5)在水害防治和气候效应方面，为了防治水患，中央领导在解放初就提出“一定要把淮河治好”、“要根治黄河水患”，40多年来葛洲坝、丹江口、龙羊峡等水库及江都提水、荆江分洪等一大批可和世界任何水利建筑媲美的工程相继建成，当前已通过建设三峡水利枢纽工程的决定，对水分气候的改良将有显着成效。

南京大学陆渝蓉、高国栋等从60年代开始，使用近百个探定站、300多个气候站和200多个水文站的资料，验正了国内外专家的计算公式，采用符合中国水热特征且能保证精度的计算模式，计算分析了中国全年各月的降水量、蒸发量、最大可能显发量迳、流量、土壤水分变化量、大气中的可降水、水汽输送量、水汽辐合辐散量等，从而全面地研究了中国地表面及大气中的水分循环和水分平衡的计算方法与时空分布特征，南京大学还和南京气象学院联合研究了“新安江地区水库建成后对周围地区水分气候的影响和效应”。对水分气候学的研究，起了推动作用。

。【参考文献】：

1 Symposium on Variations in the Clobal Water Budget. Joinly sponsored by:ICCL,IAHS INQUA: Oxford U. K. 1981

2 Lu Yu rong, Gao Guo dong. Advances in Atmospheric Science, 1984,1(2) :165～178

3 陆渝蓉，高国栋．中国水分气候高集．北京：气象出版社，1986

4 陆渝蓉，高国栋．物理气候学．北京：气象出版社，1987

(南京大学陆渝蓉教授撰)