气候学是大气科学的分支学科，涉及的范围及内容非常广泛和具体。本书讲述了气候和气候系统的概念、气候的观测手段、气候系统的组成、气候的区划等，接着从气候形成的内部因子和外部因子入手，深入探讨地质历史时期的气候形成、古气候的变迁、近代和未来的气候及气候变化。本书还介绍了人类活动对气候的影响和反馈、气候和气候变化的研究方法、气候的数值模拟和诊断分析方法及气候预测方面的问题。

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青藏高原地—气水热平衡和高原低值系统对东亚夏季风的影响，国家自然科学基金重大研究计划重点项目、青藏高原地-气相互作用及其对下游天气气候的影响，国家重点研发计划专项项目、干旱气象科学研究--我国北方干旱致灾过程及机理等国家重大、重点项目负责人

目录
第1章　绪论1
1.1　气候的概念1
1.2　气候系统的概念1
1.2.1　热力学系统的基本概念1
1.2.2　气候系统2
1.2.3　基于气候系统的气候概念2
1.3　气候观测2
1.3.1　气候观测的手段2
1.3.2　气候观测网3
1.3.3　资料处理9
1.4　气候学的发展历史10
参考文献12
第2章　气候的基本状态13
2.1　气候系统的构成13
2.2　大气圈的基本状态13
2.3　水圈的基本状态17
2.4　冰雪圈的基本状态19
2.5　生物圈的基本状态20
2.6　岩石圈的基本状态21
2.7　水循环特征22
2.7.1　陆地水循环(经典水文学)方程22
2.7.2　大气水循环方程23
2.7.3　陆气水循环总方程23
2.8　气候带及气候分布23
2.8.1　气候区划23
2.8.2　气候分类法24
2.8.3　气候带的划分24
2.8.4　气候分布24
参考文献25
第3章　气候形成的内部因子26
3.1　气候系统的内部因子(各圈层的相互作用)26
3.1.1　陆气相互作用26
3.1.2　海气相互作用28
3.1.3　冰雪圈与大气的相互作用29
3.1.4　生态系统与气候的相互作用29
3.2　大气圈-水圈30
3.2.1　ENSO概述30
3.2.2　ENSO的成因33
3.2.3　ENSO对气候的影响34
3.2.4　海气相互作用38
3.3　大气圈-冰雪圈40
3.3.1　冰雪圈影响大气圈41
3.3.2　大气圈影响冰雪圈41
3.4　大气圈-岩石圈42
3.4.1　岩石圈影响大气圈42
3.4.2　大气圈影响岩石圈42
3.5　大气圈-生物圈43
3.5.1　生态系统与气候变化之间的相互作用43
3.5.2　植被与气候相互作用的概念模型43
3.6　遥相关44
3.6.1　北极/北大西洋涛动44
3.6.2　北太平洋涛动44
3.6.3　欧亚大陆遥相关45
3.6.4　北太平洋/北美遥相关45
参考文献45
第4章　气候形成的外部因子49
4.1　太阳辐射因子49
4.1.1　太阳辐射与天文气候49
4.1.2　太阳常数52
4.1.3　地日关系52
4.1.4　影响太阳辐射的因素53
4.2　大气对太阳辐射的削弱及地-气辐射53
4.2.1　大气消光53
4.2.2　大气对太阳辐射的削弱54
4.3　地-气能量平衡56
4.4　辐射平衡的变化特征59
4.4.1　地表辐射平衡的变化规律59
4.4.2　大气辐射平衡变化规律59
4.4.3　地-气系统辐射平衡的变化规律60
4.5　热量平衡的特征62
4.5.1　潜热62
4.5.2　感热62
4.5.3　全球热量平衡的特征63
4.6　大气的温室效应64
4.6.1　温室气体64
4.6.2　辐射强迫65
4.6.3　温室效应增强66
4.7　大气环流与气候67
4.7.1　大气环流的基本特征68
4.7.2　大气环流的气候学意义71
4.7.3　大气环流的低频振荡72
4.8　海陆分布与气候72
4.8.1　海陆分布影响气候形成的原因72
4.8.2　季风73
4.9　地形与气候76
4.9.1　地形对气候的影响77
4.9.2　影响因子间的相互作用78
参考文献79
第5章　气候变化及其影响80
5.1　概述80
5.1.1　问题的重要性80
5.1.2　气候变化的时间尺度82
5.2　地质历史时期的气候变化83
5.2.1　地球年龄的计算方法83
5.2.2　地质历史时期的古气候变化84
5.2.3　第四纪古气候变化86
5.3　历史时期的气候变化87
5.3.1　全球历史时期的气候变化87
5.3.2　中国东部历史时期的气候变化89
5.3.3　我国西北干旱区近3000年来的气候变化90
5.3.4　我国青藏高原的历史气候变化90
5.4　近代的气候变化90
5.4.1　时段90
5.4.2　世界气候变化的特征90
5.4.3　中国近代的气候变化93
5.5　未来可能的气候变化97
5.5.1　温室气体97
5.5.2　全球未来可能的气候变化99
5.5.3　我国未来可能的气候变化102
5.5.4　我国减缓气候变化的行动102
5.6　气候变化中的突变现象103
5.6.1　一些气候跃变的事实103
5.6.2　气候突变的机制104
5.7　气候变化的影响104
5.7.1　气候变化对自然环境的影响104
5.7.2　气候变化对国民经济的影响106
5.7.3　特大洪涝和干旱事件对国民经济的影响107
参考文献107
第6章　人类活动与气候变化109
6.1　人类活动对气候的影响109
6.1.1　大气成分改变对气候的影响110
6.1.2　温室气体改变对气候的影响110
6.1.3　人为气溶胶对气候的影响115
6.1.4　下垫面性质改变对气候变化的影响117
6.1.5　人为热源和水汽排放对气候变化的影响118
6.1.6　城市气候效应119
6.2　气候变化对社会经济的影响122
6.2.1　对农业的影响122
6.2.2　对畜牧业的影响123
6.2.3　对林业的影响123
6.2.4　对能源的影响124
参考文献124
第7章　气候与气候变化的研究方法126
7.1　地质时期古气候变迁的研究方法126
7.2　历史时期气候变迁的研究方法129
7.2.1　历史文献研究方法129
7.2.2　树木年轮研究方法130
7.2.3　历史时期气候序列的建立132
7.3　近代气候学的研究方法133
7.3.1　气候监测133
7.3.2　气候诊断137
7.3.3　气候的数值模拟139
参考文献139
第8章　气候的数值模拟141
8.1　气候模式简介141
8.1.1　数值模拟的定义及模式141
8.1.2　数值模拟的发展历史及现状141
8.1.3　我国数值模式的发展142
8.2　模式分类142
8.2.1　气候系统特征与气候模式144
8.2.2　气候模式的类型和特点144
8.2.3　模式的技术问题144
8.2.4　气候模式体系145
8.3　大气环流模式146
8.3.1　大气环流模式简介146
8.3.2　预报模式中的物理过程147
8.3.3　数值积分方法148
8.3.4　气候模拟概述150
8.4　海洋模式151
8.4.1　背景151
8.4.2　海洋数值模式152
8.4.3　小结155
8.5　陆气相互作用及陆面过程模式156
8.5.1　背景156
8.5.2　陆面过程模式的发展157
8.5.3　公共陆面模式介绍159
8.6　其 他 应 用161
8.6.1　国际耦合模式比较计划161
8.6.2　实例164
参考文献166
第9章　气候预测169
9.1　气候预测的重要性169
9.1.1　WCRP的年代际气候预测计划及其重要性169
9.1.2　年代际气候预测的理论基础和实现方案170
9.2　气候预测的方法(中长期天气预报)171
9.2.1　全球气候变化研究的试验设计172
9.2.2　专业模式的需求173
9.2.3　季节至多年尺度的初值预报174
9.2.4　全球气候的再分析175
9.2.5　气候降尺度176
9.2.6　气候降尺度解决实际问题的例子177
9.3　可预报性178
9.3.1　问题的产生178
9.3.2　可预报性的研究方法183
9.3.3　可预报性的分类184
9.3.4　气候预测结果的评估190
9.3.5　当今气候预测的发展192
参考文献195
附图196