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概念:提出一个新的研究领域:大气水文(科)学 Atmospheric hydrology

定义:研究地球大气中水分的存在、运动、变化、作用的科学称为大气水文学。 大气水文学也称为空中水文学。

意义地球大气中含有的水分固然很少(千分之三),但是它联系着降水、蒸发、干旱这些对地球环境和人类生活和生产活动有严重影响过程,它们也是气象预告最重要的内容。水分是如何从大气中析出(降水)又是如何从地面蒸发补充到大气的水分循环和水分平衡过程,是一个十分复杂的物理过程。这些重要知识应当有自己在气象学中独立存在的地位,而不能被分散、肢解、淹没在动力气象学中。大气水文学应当与海洋学、陆地水文学(含冰川学)、水文地质学并列为地球水文学的重要分支。

发现过程:在我当气象预告员的天气学实践和些了一些对应文章和理论考虑中,感到在理论框架中缺少这个学科。70-80年代在笔记本中拟过它的目录。1999年在评论刘国纬教授的《水文循环的大气过程》论著时正式提出大气水文学这个词汇,2001年联合杨青、杨莲梅同志在新疆气象局申请了对应的研究项目。

成果形式:1999年在新疆气象杂志22卷4-5期合刊55-56页上发表“喜读《水文循环的大气过程》发展水文气象科学”一文,并且在个人科学网页上立“大气水文学”栏目。2004年9月在水科学进展杂志5期(679-682页)上以张学文、杨青、杨莲梅名义发表“大气水科学初探”一文 。2010年气象出版社出版了有张学文、周少祥著的《空中水文学初探》一书,对此有进一步概括。据说1014年中国新核定的水文学名词中,列入了大气水文学一词,其含义来自2004年我们在水科学进展上的对应文字。

基本框架

l         “水”的基本物理化学知识(有相变、潜热大、各种参数计算等),

l         大气中水分的存在形态与观测方法(气态水、水粒子体系--云、雨、雪花、冰雹,它们的含水量、观测方法地面、雷达、气象卫星、观测网特点,不同形态的水分在空间上的分布),

l         大气水分的含量、输送量、辐合量的计算与精度,

l         降水与蒸发的规律性(地理分布、一般规律、降水的时面深规律、降水预告、气候规律、统计规律),

l         湿空气的热力学、温度露点差方程、水分铅直分布背离静力学关系问题、水分与空气的相对运动方程、雷电与云雨,

l         水分循环的参数与函数、大气水分循环方程组、地气体系的水分循环,

l         大气水分对辐射过程的影响、大气水分对地气体系的能量平衡、生态平衡和环境的作用,

l         降水资源、水汽资源、云水资源,

l         人工预告、影响大气水分(分布、变化)的技术、途径、作用和意义,

l         疑难的大气水分变化过程。

张学文写于2004,12,16修订于2014.8