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地球是一个椭圆型的球体，在地球绕太阳公转过程中，整个地球所受到的太阳热量变化是不大的。但就某一地点而言，由于地球在公转轨道上位置的不同而形成的昼夜长短的差异，致所获得的太阳热能就有显著的变化。地球不停的绕太阳公转，在地轴永远与公转轨道平面相交66°33′的倾斜角的条件下，致使北（南）半球所受太阳热能的多少也周期性的变化着，因而就形成寒暑变迁的四季。天文学上划分的四季（对北半球地区）如下：自春分到夏至为春季，自夏至到秋分为夏季，自秋分到冬至为秋季，自冬至到春分为冬季。由于地球不停的绕太阳公转和季节的变化，赤道和极地受到的太阳辐射明显不同，形成赤道上的空气因温度高膨胀从高空流向极地，极地的空气相反从地面流向赤道，再加上地球的自转，理想的一圈环流变成了三圈环流，周而复始地循环着，成为大气运动的基本规律。空气的运动形成了风，造成空气运动的原动力是气压差，影响气压差值大小的是温度的变化，温度的变化是由吸收和放出多少太阳辐射决定的。这么多气象要素互相作用，互相影响，互相制约的结果，产生了众多难以预测的天气现象。风霜雨雪、电闪雷鸣、丽阳华月、云遮雾罩等等很多很多天气奇观，这些都需要气象人去了解去探讨去研究去掌握其内在的变化规律，并利用这个规律为人类的生产、生活提供气象信息、气象情报服务，这就是天气预报。
17世纪以前，人们通过观测天象、物象的变化，编成天气谚语，以此预测当地未来几天的天气，尤其是“看云识天气”的常识得到了广泛应用。17世纪以后，温度表和气压表等气象观测仪器相继出现，地面气象站陆续建立，这时主要根据气压、气温、风、云等要素的变化来预报天气。但用天气图来预报天气只有100多年的历史。
1820年，德国莱比锡大学教授布兰蒂斯绘制出世界上最早的天气图，它为切实可行的天气预报创造了条件。
19世纪中期，英法两国与沙皇俄国为了争夺黑海海峡而发生了克里木战争，英法两国派出了大批舰队前往参战。1854年11月14日，黑海上刮起了狂风，卷起巨浪，把停泊在海上的英法联合舰队军舰猛烈摔向礁石、海岸，使联合舰队蒙受到巨大的损失。
法国皇帝拿破仑三世很震惊，立即命令巴黎天文台调查这场风暴的起因。天文学家勒威耶通过搜集、分析欧洲各地11月14日前后几天的气象资料，终于弄清了这场风暴的来龙去脉，并写出了调查报告。勒威耶认为，只要各地的气象观测网用电报迅速传递气象情况，便可即时绘制天气图，进行天气预报了。根据勒威耶的建议，法国、英国先后开始了天气预报，并很快普及到世界各地。
后来，随着经济发展、社会进步、技术提高，观测天气的手段不断增多，由地面观测发展到高空探测，由气球探测发展到雷达探测，尤其是气象卫星的发射，大大提高了气象探测和天气预报的准确度。天有不测风云已经成了历史。
天气预报、气候资源对人类活动、生活以及对农业生产、经济发展有什么作用呢？ 人们生活在大气层的底部，大气中的四季嬗变、风霜雨雪都对人体产生各种影响，以至引起疾病。其中有些是气候条件直接或间接致病的，例如中暑、冻伤、感冒以及慢性支气管炎、关节病、心脑血管病等。此外，高山反应、空调病、风扇病等也与气候有关。为了满足广大居民防病治病、健康长寿、提高生活质量的需要，现在气象部门相继开展了人体舒适度、中暑指数、心脑血管病、胃肠道传染病，以及紫外线强度、花粉浓度等医学气象预报。当然恰当利用气候条件也能防病治病，如利用气候条件作为锻炼身体的手段，登山、冬泳、滑冰、滑雪等，以增强体质。气候疗养，如沙疗、日光浴、空气浴、冷水浴等防病治病的方式已被越来越多的人接受。天气预报中诸如穿衣指数、登山指数等内容，对人们合理利用气候资源，防病健身起到了指导作用。人类也是喜光动物，我们经常晒太阳和我们的居室内有较好的日照，不仅可以杀灭病菌，减少疾病，还可以帮助对钙等微量元素的吸收，提高体质。所以，在进行城镇规划和建筑设计时，就要充分考虑如何充分利用光照资源的问题。
人们合理地利用气候资源开展体育运动，举办大型体育运动会更要考虑气候条件，这已是众所周知的事情。体育气象专家研究总结了各种气候要素对20种体育运动比赛的影响，以风、气温、降水、雾和气压等对运动员的体能和成绩影响最大，因而东道主有义务向所有参赛者提供比赛地点的气候背景资料，并在运动会进行当中及时提供天气预报服务。我国这方面的专家经过对历届奥运会气候条件的分析研究，得出北京金秋气候条件在历届奥运会中是一流的结论，为北京申办奥运会作出了贡献。
气候资源是自然资源中影响农业生产的最重要的组成部分之一，它提供的光、热、水、空气等能量和物质，对农业生产类型、种植制度、布局结构、生产潜力、发展远景，以及农、林、牧产品的数量、质量和分布都起着决定性作用。我们都知道，光照是绿色植物生活的必要条件。只有在太阳光的照射下，绿色植物才能进行光合作用，把无机物合成为有机物。有些植物需要充足的阳光才能生长得好，这叫喜光植物，如油松、马尾松、侧柏等。有些植物只需要少量的阳光就能生长得好，这叫喜阴植物，如冷杉、金鸡纳等。就连动物也因对光照需要量的不同，有了日行动物和夜行动物之分别。
热量是决定植物分布的重要因素。从赤道到两极，热量分布的有规律变化，为地面上各种植物带的有规律变化奠定了基础；同理，高山地区植物的垂直带分布现象，也是从山麓到山顶热量分布不均匀的反映。绿色植物光合作用的效率，与热量的关系更为密切，光合作用最适宜的温度是20~C一30~C，其下线温度为O~C一5、，这对规划作物布局、安排农事活动等都有重要的指导意义；一个地区热量的累积值不仅决定该地区作物的熟制，还决走着农作物的分布和产量。例如，黑龙江是我国最北的省份，有丰富的土地资源，但夏季热量资源不是，使我国这个最大的商品粮基地的粮食产量很不稳定。对不利的气象条件，气象工作者将进行系统的调查、分析和研究，以便趋利弊害，使气候资源物尽所用，充分发挥优势。
农业生产受降水的影响是显而易见的，就是现代社会，人与自然斗争的能力有了很大的提高，但以露天作业为主的农业仍然要“靠天吃饭”，这个“天”既是阳光，也是雨露。我们都知道，植物体内含水是很多的，一般在80％左右，蔬菜和块茎作物更高达90％一95％，因而，大气降水的多少和时间分配，对农作物的生长和产量关系极大：春雨充足，保证冬小麦需水关键期的用水，能获得丰收；伏雨充足，为适时播种和冬前生长提供了有利条件。总之，水分是农业生产必须条件之一。
俗话说“风调雨顺”。我国所处的海陆位置，导致了我国大部分地区是典型的季风气候，降水主要靠夏季风输送，因而季风的强弱进退，必然会对全年的气候产生巨大的影响。例如，1959年的夏季，来自太平洋的暖湿季风势力强盛，它的前锋雨带反常地迅速北上，导致长江流域大旱。而1998年与之相反，使长江流域出现了百年不遇的大水。可见，季风“调”，则雨水“顺”，风调雨顺的说法是合乎科学道理的。
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（3）第三章气象的应用
（3）气候资源对工业生产有哪些作用？
在庞大的工业系统中，几乎所有的行业都会受到气候的影响。建筑业有和农业相似的地方，即都露天生产，受气候的作用自不待言，太阳辐射的强弱、气温高低的变化、风向及风力的大小、降水的多寡等等，对城镇和建筑业在生产之初的规划设计就有举足轻重的影响。建筑物的朝向、室内日照状况、地基的深浅、建筑材料的选择等都必须以适应当地的气候条件为前提，在施工过程中，低温、冰冻、雨雪、大风等也会影响到建筑物的质量。
海盐生产，是工业中的农业，基本上“靠天吃饭”，气温高低、辐射强弱、风力大小、雨量及雨日多少，一句话，气候的各个方面都对之产生影响。
石油的勘探、开采、运输与储存，地下煤炭的采掘等，气候条件不仅影响生产效率，而且关系生产安全。
那些生产过程主要在厂房内进行的工业部门，如纺织业、印刷业、电子业等，也或多或少地受到气候的影响，都对温度、湿度有一定的要求，有些精密实验室和工厂要求严格的温度和湿度条件，甚至要恒温恒湿，有的对空气的含尘量也有严格要求。
气候还给人类提供了取之不尽、用之不竭、巨大而廉价的能源，如太阳能、风能、水能、生物能等等。太阳能是地球上最宝贵的自然资源：直接利用方便清洁，太阳温室、太阳能电池、太阳能热水器等等已广泛使用，大规模的太阳能发电也不再是梦想；目前广泛使用的煤、石油、天然气等矿物能源，也都是太阳能转化来的；地球上发展成目前规模庞大的生物界，为人类提供了丰富的生物资源和生物能量，也与太阳能的转化直接相关；风能、水能也是太阳能的表现形式，像古老的风车、水车是人类自古利用能源的标志，现代化的大型水电站和风力发电场，使人类利用太阳能的深度和效率有了极大提高。此外在水利建筑选址、建设过程中，也要考虑降水量、暴雨强度等气候要素。
人们以车、马、轿、船代步的时代，交通受气候影响自不待说。“南船北马”的交通方式差异，是气候影响的最突出结果。现代社会，汽车、火车、轮船和飞机等交通工具快捷而方便，但它们对气候条件的依赖反而更明显了。大雾、大风、暴雨、低温、积雪和积冰，每年都造成数以万计的交通事故，车祸、海难不决于耳，给国家和人民造成不可估量的损失。如何合理利用气候资源，减少交通事故的发生，确保交通安全，一直是交通部门关心的大事。就是火箭发射、卫星上天、宇宙飞船的起落也要气象条件和气候环境做保障。天气气候现象与中华民族的生活和文化息息相关，从冷、暖、干、湿，到春、夏、秋、冬；从风、云、雷、电，到雨、雪、霜、雾……它们在成语世界里也可谓是“气象万千”。
这些成语中，有的是用来反映、描写自然或社会现象的，如：江河行地、风云变幻、冰天雪地、春露秋霜、暴风骤雨……等；有的则是对某种社会经验的总结或带有格言、哲理性质，如：一年之计在于春、山雨欲来风满楼、无风不起浪、天有不测风云、一叶知秋……等；还有的则借以表达人们复杂的思想感情的，如：春风得意、满面春风、冷若冰霜、晴天霹雳、如坐云雾、气贯长虹……等；还有些用来表达、形容某些事物形态及其它社会情形的，如：黑云压城、满城风雨、见风使舵、平步青云、风云突变……等等，不一而足，难得尽述。但不论其表达的对象是什么，只要恰当运用这些成语，都会使文章的语言变得更加生动、更加形象。这一方面说明了我们祖先对语言文化的贡献，另一方面则表明了气候现象不仅和人们的日常生活和社会生活有着密切的关系，同时，也与人类语言文化的发展有着密切的联系。人类最早的气象预报
从某种意义上讲，大概人类还在猿猴时期就有了气象预报。这一点从某些动物对天气变化前夕的特定反应就可以证实，雷雨前燕子低飞，鸡不愿进窝，蚂蚁搬家，蛇过道等。人类经过长期的观察，发现在天气变化前夕，某些动物的特定反应和天空云状以及其他方面的变化，总结出不少看天经验，即天气谚语，如天上勾勾云地上雨淋淋，东虹日头西虹雨，九里风多夏季雨多等等，这大概就是人类最早的天气预报了。
这些在空间、时间及量的概念上极为粗略而笼统的天气谚语，虽反映了某些天气变化的可能性，但既不十分准确又比较模糊，远远不能达到预防天气变化免除气象灾害之苦，尤其是在海上航行、战争中因狂风暴雨的突袭导致全军覆没的悲剧不断发生。如1854年英法联合舰队为阻止俄国势力南扩，在黑海与俄国舰队展开了一场激烈战斗，正当占据海上绝对优势的英法联合舰队就要大获全胜之际，黑海海面上突然出现了前所未有的狂风暴雨，英法联合舰队全部被狂风巨浪卷入海底，无一幸免。事后，经海王星的发现者法国天文学家卢维里埃的调查，这场狂风暴雨的起因是由于欧洲西部大西洋上的一个低气压，经英国南部、法国、西班牙进入地中海，又经意大利、巴尔干半岛侵入黑海而造成的。在他的建议下，法国于1863年组建了全国性的气象观测网和巴黎气象中心，并将各地观测的气象情报传送到巴黎气象中心，绘制每日天气图，发布天气预报。
天气的变化虽然很复杂，但是它有一定的规律性。要做好预报工作首先要注意观测天气的变化，除了用仪器测量地面的气象各要素等情况外，还要利用雷达、气象卫星等手段来探测空中的天气变化。气象预报员在定时收取到的全国以及国外各地方的气象资料图上，根据各地天气变化情况，加上山川河流地影响以及本地云天状况，进行周密的、细致的、系统的、综合的研究和分析，就能作出天气预报来。在日常生活中，常常会碰到“气象”、“天气”、“气候”这三个名词，然而，“气象”、“天气”和“气候”的确切含义是有区别的。“气象”，用通俗话来说，就是指发生在天空里的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、等一切大气的物理现象。“天气”，是指影响人类活动瞬间气象特点的综合状况。“气候”，是指整个地球或其中某一个地区或一段时期的气象状况的多年平均特点，它是气象观测员多年观测数据记录的平均。一地水土怎么样，也就是讲的气候状况。气候对人们生活、生产以及种植什么作物，引进什么品种密切相关。
我国的极端气候特征是：我国最冷的地方在黑龙江的漠河镇，测得最低气温为－℃，出现在1962年2月13日。1月份平均气温最低的是大兴安岭的根河，那里1月份平均气温是－℃，比漠河同期还低℃。年平均气温最低的是长白山天池，那里年平均气温为－℃，比根河、漠河都低。 这些地方长年有人居住。
我国最热的地方是新疆的吐鲁番盆地。那里的极端最高气温曾达到℃；7月份的平均气温为33℃；最高气温在35℃以上的日数，年平均是100天，而且有40天达到40℃以上，均属全国之最。那里地面的气温更高，经常升到75℃以上。
我国降水量