氣候記錄

氣候記錄

氣候記錄是指自然界對氣候變化進行一定的記錄和改變以及人類針對氣候變化做出一系列的歷史文獻和氣候資料。 對於不同時期的氣候變化需用不同的研究方法,地質時期的氣候變化涉及萬年以上的時間尺度,主要依據古生物石、各種沉積物和冰磧石,因此要用地質學、地理學、天文學、考古學、生物學等多種學科和多種途徑進行研究。歷史時期的氣候由於有了文字記載,主要依據大量的史料和文獻記載以及樹木年輪進行分析。近一兩百年的氣候有了儀器觀測的氣候記錄,記載更為詳細和客觀。隨著科學的發展,探測和通訊工具、計算條件和技術不斷改善,為監測和分析現代的氣候變化提供了更為科學的手段和方法。

概念

氣候記錄是指自然界對氣候變化進行相應的記錄和改變以及人類針對氣候變化做出一系列的歷史文獻和氣候資料。

內容

氣候診斷研究的重要任務,就是利用各種手段和工具,對氣候及其變化進行診斷,得出一個關於氣候變化過程的較完整的概念,弄清氣候變化的基本規律和物理機理。為氣候長期預報提供可靠的信息和物理依據。要了解近百年來氣候趨勢的重要意義,需要以我們對冰期後氣候記錄的知識為背景去考察。可靠的資料是根據考古證據、用沼澤泥炭中保存的花粉進行植被歷史分析、樹木年輪氣候學等方法取得的。對於近期的資料,則可取之於文獻記錄。雖然這些資料難以提供精確的定量數據,不過一般圖式仍然是清晰的。

地球自涎生後,氣候也一直處於變遷狀態,冰川的發育、形成和變化,是隨地球的氣候波動而變化的。為此,冰川是古氣候的重要信息庫,是氣候變化的記錄器。地球上儀器觀測的氣候記錄,最長不過二三百年。古氣候變化資料,是研究未來氣候的基礎。一方面,可為未來氣候和環境變化提供預測依據;另一方面,也可解釋為當今氣候環境變化的原因提供有效的科學思路。然而,有記錄的氣候資料包括兩類:一類是歷史資料。如考古挖掘文物、歷史文獻等;另一類是各種天然氣候記錄,包括樹木年輪、地層中的生物化石,植物孢粉、各類沉積物的特徵以及各種自然地理因素變遷的痕跡等 這些天然氣候記錄有連續的,也有間斷的,其適用的地理範圍、研究的時期及在氣候上的意義也都不相同。時期約早,古氣候記錄越少。樹木年輪由於其定年精確,解析度高,與記錄氣象數據良好兼容,分布廣泛等優勢,成為代用指標信息的最佳來源之一。

環境變化、氣候變化與自然災害的研究一直受到學術界的普遍關注。氣候變化歷史悠久,幾千年來人們在同自然災害進行鬥爭的過程中積累了豐富的經驗,留下的關於自然災害與環境演變的記載豐富、翔實、形式多樣,成為國際科學界高度讚譽的科學歷史遺產。歷史氣候記載有著記錄時間準確、氣候變化信息詳細等諸多優點,而且在長期的研究中,人們己總結出利用歷史氣候記錄研究氣候變化的有效方法,歷史氣候記錄己成為延長器測資料,從較長時段審視氣候變化不可多得的珍貴數據,因而利用歷史氣候記錄研究旱澇災害業已引起國際學術界的高度重視。

審查與訂正

統計氣候記錄的目的就是要比較不同地區的氣候特徵,研究氣候要素的時空變化規律。因此,在統計這些觀測記錄序列之前,必須首先檢查資料是否可靠是否均勻,所謂均勻(或稱均一)的觀測序列,就是這個記錄序列逐年的變化僅受氣候條件的影響,並不受儀器的更換、測站位置的變遷、觀測規程的改變必及觀測員的主觀偏見等因素影響。所謂可靠的觀測序列,就是記錄的精度和準確性達到一定的要求。

氣候資料的質量審查主要依據氣候學原理和統計氣候知識。在資料審查後,必須對記錄序列中的個別缺、錯記錄加以適當訂正,這種訂正又稱為資料的插補。由於非氣候因素造成的記錄不均勻性,也必須以適當的方法加以糾正,對於觀測記錄長度不一致的一些台站,為了比較各個台站的統計特徵值(如平均數、方差),觀測記錄時期必須大體一致。因此,假如觀測序列太短,就需將其記錄訂正到長年時期,通常稱這種資料訂正為資料的延長。此外,近些年來,由於局地氣候資源的開發利用,需要對無台站地區所累積的大量短期考察氣候資料進行一些統計處理,將這些有限的短期考察記錄訂正延長為長年氣候記錄。

關於氣候資料的訂正問題,近十多年來又有新的發展。一方面,由於氣候變化嚴重影響世界經濟和人類社會,迫使國際上對於氣候變化觀測事實研究愈加重視,因而特彆強調氣候歷史資料的整理和恢復。採用統計學方法訂正單個測站的氣候資料,不但藉助於多元統計的複雜方法,還可將氣候資料訂正的思想推廣至氣候場序列的訂正或整個統計分布的訂正。在這方面已有不少學者作過有益的嘗試,取得良好的效果。此外,有不少學者在大範圍氣候場訂正問題上作過一定的研究。另一方面,自從Gandin在六十年代初提出氣象台站網合理布局問題以來,這一長期受到人們忽視的問題,在70年代中重新得到應有的重視。隨著人們對氣象觀測事實和理論模式研究的深人如何設計合理的站網以便減少氣象場信息損失同時又符合經濟原則,已經成為統計氣候研究的又一重要課題。

氣候記錄的審查和訂正既是氣候統計方法的靈活運用,又是統計氣候研究的基礎性工作。從統計方法的觀點來看,它不但涉及單一變數而且涉及多變數統計,因而具有較強的綜合性。

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