基本介紹
概念,研究內容,研究課題,研究方法,運用與意義,
概念
物理氣候學是利用大尺度熱量傳輸、動量傳輸以及各種氣候要素(如太陽輻射、溫度、濕度、降水、風等物理因子)研究氣候形成和變化規律的學科。
研究內容
太陽是地球上能源和動力的主要來源。太陽輻射將光、熱、電磁能通過大氣傳到地面，由於大氣性質和地面狀況的差異，不同地方對太陽輻射來的能量具有不同的反射、吸收和散射，造成熱力條件和熱力作用的不同，使地球上的水汽、空氣粒子形成不同尺度和形式的運動與動量輸送，如大尺度環流運動（平流）、小尺度湍流運動（擴散）和熱力不穩定引起的垂直運動(對流)。地形的差異也造成動力條件和動力作用的不同，反過來又影響各地的熱力變化。這些因素相互影響和制約，干擾和反饋的結果，形成各地方的氣候特徵和變化。
物理氣候學研究所依據的資料也是區域氣候學研究所需要的，但二者的目的不同、後者主要是對氣候現象的定性描述，而前者則是按照與氣候有關的物理定律以及各種相互關係對氣候進行定量的探討。物理氣候學按照研究對象的不同，有時又可再分為輻射氣候學、熱量平衡氣候學和水分平衡氣候學等。
研究課題
近些年來，物理氣候學的研究課題主要有：①地球上的太陽輻射能及輻射平衡；②地球上的熱量傳輸、轉換及熱量平衡；③地球上的水汽輸送、水循環及水分平衡；④大氣系統及大氣狀況對光、熱、水等物理量的影響；⑤海洋作用與海-氣關係；⑥冰雪及地面覆蓋特徵和地形影響；⑦人類活動對氣候變化的影響和反饋作用；⑧各類氣候模式的建立；⑨實驗氣候與氣候模擬；⑩宇宙天體、太陽、地球對氣候變遷的影響。
研究方法
運用與意義
①近些年來使大氣輻射傳輸學獲得蓬勃發展的另一個重要原因是氣候研究的發展。這裡所說的氣候研究，不是傳統的描述和統計氣候學，也不是一般的動力氣候學，而是現代的物理氣候學研究。例如，人類活動對未來氣候環境影響的研究及全球變化中的氣候研究等。一個最突出的例子是二氧化碳和其他微量氣體誘導氣候效應的研究。在這類研究中，大氣輻射傳輸具有極大的重要性。
②全球氣候研究計畫(WCRP)有雙重目標：一是確定氣候的可預測程度，二是人類活動對氣候的影響。為實現這兩個目標，WCRP實施了一套以物理氣候系統的某些方面為重點的研究計畫，全球氣候模型是其核心。模型提供了一個結構性框架來組織研究，並用來識別學科的空缺和積累數據；還用來進行預測和模擬。所涉及的時間尺度數值來自天氣預報，由年際變化到十年間的氣候變化。隨著時間尺度的擴展，人們必須引進越來越多的氣候系統的要素。以物理學為基礎的全球氣候變化模型也是建立全面的全球變化模型的框架。由WCRP在國家間協調所進行的建立模型以及其它研究活動為政府間氣候變化委員會(IPCC)評價全球變暖和擬議成立氣候預測研究中心奠定了基礎。WCRP主要的內容就是減小氣候對溫室氣體濃度增加回響模擬中的不確定性。這需要構模的研究人員與研究過程和數據的科學家之間不斷交流。在過去的十年中，通過國際合作和各個國家的貢獻，已取得相當的成就，人們可以預期今後能取得類似的成功。
