书名：中国气候
定价：598.0
ISBN：9787030356741
作者：其他作者
版次：1
出版时间：2013-02

内容提要：
本书是《中国自然地理系列专著》之一，是在1984年出版的《中国自然地理·气候》一书的基础上重新编写而成的。本书根据新的长期气候资料改写了中国气候的一般内容，包括中国气候的基本特征、影响中国气候的主要因子与天气系统、气候要素特征与气候区划等。同时，总结了近30年气候理论、概念和方法论的重大发展，并突出了5个新的方面：用气候系统以及圈层相互作用观点阐述中国气候的基本问题；阐述中国气候与东亚季风的关系；全面说明影响中国气候的人类与自然因子；深入论述古今气候变化以及气候监测和气候预测的重要研究成果；用新的资料重新进行气候区划。

目录：
目录
总序
前言
绪论 1
第*节 研究气候的意义 1
第二节 气候与气候系统 2
第三节 中国气候研究的历史 4
一、经典气候研究时期 5
二、现代气候研究时期Ⅰ：1950年代到1970年代 6
三、现代气候研究时期Ⅱ：1980年代以来 7
第四节 中国气候变化研究中的几个核心问题 8
一、东亚季风 8
二、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)影响 9
三、青藏高原的作用 10
四、短期气候预测 11
五、气候变化 12
六、全球气候变暖 13
七、人类活动影响 14
主要参考文献 16
第*章 中国气候的基本特征 17
第*节 中国气候的自然地理环境 17
一、中国的地理位置与海陆分布 17
二、中国的主要地貌单元 20
三、中国的植被 22
四、中国的土壤 24
五、中国的水文概况 26
第二节 东亚大气环流系统 28
一、东亚大气环流概况 28
二、东亚大气活动中心 28
三、对流层大气环流 32
四、描述东亚大气环流的指数 34
五、夏季东亚大气环流遥相关 37
第三节 东亚季风气候 40
一、东亚季风的概念 40
二、东亚夏季风 42
三、东亚冬季风 46
四、东亚季风的年代际变率 47
第四节 西北干旱和半干旱气候 49
一、干旱半干旱气候特征 49
二、干旱气候变率 52
三、西北气候转型问题 56
第五节 青藏高原高寒气候 59
一、青藏高原气候的主要特征 59
二、青藏高原的动力、热力作用 63
三、青藏高原的环流与季风 65
四、青藏高原气候的遥相关 67
主要参考文献 68
第二章 影响中国气候的主要因子 70
第*节 海洋对中国气候的影响 70
一、厄尔尼诺/南方涛动对中国气候的影响 70
二、西太平洋暖池对中国气候的影响 72
三、热带印度洋海温和南海海温变化对中国气候的影响 73
四、黑潮区域海温变化对中国气候的影响 74
五、北极海冰变异对中国气候的影响 74
六、南极海冰变异对中国气候的影响 77
第二节 陆面过程对中国气候的影响 77
一、地表反照率异常变化的影响 78
二、土壤温度的影响 78
三、土壤湿度的影响 79
四、植被的影响 80
五、积雪的影响 81
第三节 青藏高原对中国气候的影响 83
一、青藏高原地形动力作用对中国季风气候的影响 83
二、青藏高原大气冷热源平均状况及变化规律 85
三、青藏高原大气热状况异常变化对中国气候的影响 88
四、青藏高原积雪对中国气候的影响 91
第四节 大气涛动和遥相关型对中国气候的影响 95
一、主要的大气涛动与遥相关型 95
二、北极涛动对中国气候的影响 100
三、其他环流型的气候影响 102
第五节 人类活动对中国气候的影响 104
一、增强的温室效应 104
二、气溶胶增加的气候效应 108
三、土地利用的变化 110
四、城市化效应 111
主要参考文献 112
第三章 东亚季风的活动和变率 115
第*节 亚洲季风系统 115
一、亚洲季风系统的分区 115
二、亚洲夏季风活动的基本特征 117
三、亚洲冬季风的基本特征 122
第二节 东亚夏季风的季节进程与季风爆发 127
一、东亚热带夏季风的建立过程 128
二、南海夏季风爆发的主要特征 130
三、东亚夏季风的爆发机制 134
四、东亚夏季风的推进 139
五、东亚夏季风的撤退 140
第三节 东亚季风的水汽输送及其对中国气候异常的影响 141
一、东亚地区水汽的来源及季风在水汽输送中的作用 141
二、东亚夏季风爆发对水汽输送的影响 145
三、中国主要雨季的水汽输送特征 145
四、东亚水汽输送的异常及其与中国旱涝的关系 150
第四节 东亚季风的季节内变率与降水过程 153
一、大气季节内变率 153
二、东亚季风的季节内变率 154
三、东亚季风区降水过程 163
四、东亚季风季节内变率与降水过程的关联 172
五、东亚季风季节内变率形成机制 178
第五节 东亚季风的年际变化与中国旱涝形成的关系 181
一、东亚季风年际变化的主要模态与主要影响因子 181
二、TBO及其对中国夏季降水的影响 182
三、ENSO事件对东亚冬夏季风及其降水的影响 192
四、亚洲季风区遥相关与中国夏季降水 195
第六节 东亚夏季风的年代际变率与中国气候变化的关系 198
一、东亚夏季风的年代际变化及其大气环流特征 198
二、1970年代的演变特征 201
三、海气相互作用年代际变化 203
四、中国夏季降水的年代际变化 204
五、中国气温的年代际变化 205
主要参考文献 206
第四章 影响中国气候的主要天气系统 213
第*节 锋面、温带气旋和反气旋 213
一、锋而的定义与结构 213
二、影响中国天气气候的锋面 215
三、温带气旋的源地、分类与路径 217
四、温带气旋的结构与形成 219
五、温带反气旋 220
六、风暴轴变异对中国天气气候的影响 223
第二节 热带气旋和其他热带天气系统 225
一、热带气旋的结构和天气 225
二、热带气旋的气候特征 227
三、热带辐合带及其季节变化 230
四、越赤道气流对中国天气气候的影响 232
第三节 副热带高压与南亚高压 235
一、西太平洋副热带高压的结构与成因 235
二、西太平洋副热带高压位置和强度的变动 237
三、西太平洋副热带高压与中国天气 239
四、南亚高压的形成和东西振荡 241
五、南亚高压与中国天气气候的关系 244
第四节 阻塞高压和大陆高压 246
一、阻塞高压的空间结构和地理分布 247
二、阻塞高压的气候特征 248
三、阻塞高压的形成和维持机制 248
四、大陆高压基本特征 249
五、阻塞高压和暖高压对中国天气气候异常的影响 251
第五节 急流 252
一、一般特征 253
二、急流分类 255
三、东亚西风急流的季节演变特征 257
四、东亚急流与东亚大槽和中国天气 258
五、急流和风暴轴 258
第六节 中尺度对流系统 260
一、中尺度对流系统与极端气候事件 260
二、一般特征和形成条件 260
三、中尺度对流系统发生的大尺度背景 262
四、影响我国的强对流中尺度系统 265
主要参考文献 268
第五章 季节性重要天气与气候过程 272
第*节 寒潮 272
一、寒潮的定义与标准 272
二、寒潮发生的时间分布特征 272
三、寒潮发生的空间分布特征 273
四、寒潮的年际和年代际变化特征 273
五、强寒潮过程及其影响 275
第二节 低温连阴雨和低温冷害 276
一、春季低温连阴雨和低温冷害的定义 276
二、低温连阴雨的时空分布特征 277
三、低温连阴雨的年际和年代际变化特征 279
四、低温冷害的时空分布特征 280
五、低温冷害的年际和年代际变化特征 281
六、典型连阴雨过程和低温冷害及其影响的个例分析 281
第三节 梅雨 282
一、梅雨期与梅雨强度 282
二、梅雨和梅雨系统的主要气候特征 283
三、梅雨的年际和年代际变化特征 285
四、典型梅雨过程及其影响 287
第四节 高温 289
一、高温定义和监测指标 289
二、高温发生的时间分布特征 290
三、高温出现的空间分布特征 292
四、高温的年际和年代际变化特征 293
五、极端高温过程及其影响 293
第五节 秋雨 295
一、秋雨概况 295
二、秋雨的空间分布 296
三、秋雨的年际和年代际变化特征 300
四、秋雨典型个例分析 305
第六节 干旱 307
一、中国主要的干旱区 307
二、常用的大气干旱指标 308
三、不同季节干旱的空间分布特征 310
四、干旱的年际和年代际变化特征和百年际变化趋势 313
五、极端干旱过程及其影响 316
第七节 洪涝 318
一、洪涝的概念 318
二、洪涝的空间分布和年循环特征 320
三、洪涝的气候变化特征 323
四、洪涝的个例分析 325
主要参考文献 325
第六章 气候要素特征 327
第*节 地面气温 327
一、平均气温 327
二、平均*高、*低气温和日较差 330
三、极端气温 333
四、界限温度持续期长度和积温 336
第二节 降水 342
一、降水量 342
二、降水量变率 345
三、降水日数 347
四、暴雨 347
第三节 风向和风速 350
一、地面平均风速和风向 350
二、大风日数 351
第四节 辐射 354
一、太阳短波辐射 354
二、大气长波辐射 362
三、辐射平衡 366
第五节 云量和日照 369
一、总云量和低云量 369
二、日照时数及日照百分率 372
第六节 湿度 375
一、水汽压 375
二、相对湿度 377
第七节 蒸发 379
一、水面蒸发量 379
二、潜在蒸散量 382
第八节 降雪和积雪 382
一、年降雪日数 382
二、年积雪日数 383
三、年*大积雪深度 383
第九节 雾与霾 387
一、雾 387
二、霾 389
第十节 雨凇与雾凇 390
一、雨凇 390
二、雾凇 391
主要参考文献 391
第七章 中国气候区划 392
第*节 气候区划的研究历史 392
一、世界气候区划研究历史 392
二、中国气候区划研究历史 393
第二节 气候区划的基本原理 396
一、气候区划的理论依据 396
二、气候区划的基本原则 398
三、气候区划的指标体系 400
四、气候区划方案 403
第三节 气候分区特征简述 407
一、温带 407
二、亚热带 409
三、热带 411
四、高原气候带 412
第四节 气候区划界线的变动 414
一、近期的气候区划界线变动 414
二、未来气候区划界线的可能变化 416
主要参考文献 417
第八章 中国的古气候变化 419
第*节 气候的多时间尺度变率及其主要驱动力 419
一、气候变化的多时间尺度及其变率 420
二、各种尺度气候变化的可能原因 422
第二节 中国第四纪气候变化的主要特征 434
一、现代季风气候的形成与演变 435
二、第四纪冰期-间冰期旋回在中国的表现 437
三、末次盛冰期期间中国的气候格局 439
第三节 全新世期间中国的气候变化 443
一、全新世气候变化的阶段性与千年周期 443
二、全新世大暖期的中国气候格局 445
第四节 千年尺度气候突变及其影响 446
一、气候突变与全新世气候突变事件 446
二、气候突变与中华古文明的发展 450
第五节 中国过去2000年的气候变化 452
一、温度变化 452
二、降水变化 455
三、中世纪暖期和小冰期 458
第六节 若干问题的讨论 462
一、古气候变化研究结果的不确定性 462
二、20世纪气候增暖的历史地位 463
三、第四纪冰期重现的可能性 465
主要参考文献 466
第九章 现代气候变化 472
第*节 地面气温变化 472
一、近百年中国地表平均气温变化 472
二、近五十年中国地表平均气温变化 475
三、极端气温和气温较差 477
第二节 降水量的变化 480
一、近百年降水 480
二、近五十年降水 482
三、极端强降水事件 484
第三节 其他气候要素变化 486
一、日照和太阳辐射 486
二、潜在蒸发量 489
三、风速和风向 491
四、积雪面积 493
五、雾日 494
第四节 高空气候变化 495
一、高卒气温 495
二、水汽输送和水汽含量 498
三、云量变化 502
第五节 现代气候变化的原因 504
一、中国与全球气候变化的联系 504
二、近百年气候变化的原因 507
三、近五十年气候变化原因 508
主要参考文献 510
第十章 气候变化的监测与预测 515
第*节 气候观测系统 515
一、气候观测系统时卒尺度特征 515
二、现代气候观测的主要内容 515
三、中国气候观测系统站网现状 525
四、中国未来的气候观测 528
第二节 季节和年际气候预测 529
一、短期气候预测的重要性及其现状 529
二、汛期降水异常的跨季度气候预测 534
三、ENSO预测 536
四、春季沙尘天气气候异常的跨年度动力数值气候预测 539
第三节 未来百年的气候变化预估 541
一、气候变化预估的重要性 541
二、气候变化预估的主要方法 542
三、中国区域的气候变化趋势 544
第四节 气候预测的不确定性 553
一、可用于气候研究和模拟的气候系统资料不足 554
二、用于预测未来气候变化的气候模式系统不够完善 554
三、未来大气中温室气体浓度的估算不够准确 555
四、全球平均辐射强迫的计算值变幅较大 555
五、自然的气候变化幅度不清楚 555
六、对气候系统过程与反馈认识的不确定性 556
七、温室气体排放量估算的不确定性 556
主要参考文献 557
附图：中国气候区划图

在线试读：
绪论
　　第*节 研究气候的意义
　　气候变化现在已经不单单是一个学术名词，而成为广泛关注的国际事务，涉及国际关系及各国的对内对外政策。21世纪，气候学已经成为世界范围的热门研究领域。气候学受到这样高度的重视，可以从三个方面来说明：预测气候灾害、应对全球变暖、认知气候变化。
　　气候灾害所造成的直接经济损失占气象灾害的80%。干旱、洪涝、寒冬、酷暑、冷夏都是气候灾害。台风、沙尘暴、暴雪、冰雹等都是天气灾害。但是，天气灾害的频率、强度也有明显的年际和年代际变化，所以气象灾害和气候及气候变化有密切的关系。1990年代初期每年气象灾害给我国造成的直接经济损失一般在1000亿元**以下。从1994年开始升到1500亿元**，以后就再没有低于1500亿元**；其中1996年和1998年更分别达到2882亿元**和3007亿元**。2008年仅仅1～2月中国南方的大雪、冻雨造成的经济损失就在2000亿元**以上，可见气象灾害影响之巨大。但是，由于国民生产总值也在增加，因此气象灾害造成的经济损失在国民生产总值中的比重，从2%～3%下降到1%～2%。然而，气象灾害造成的经济损失的绝对数字却没有下降趋势，这表明随着社会的发展、工农业技术的进步，防灾、抗灾仍然是国家的重要任务，如每年汛期的旱涝预测就牵动着全国的防汛、抗旱工作。中国气象局国家气候中心（ NCC）是承担这项工作的主体单位，为提高气候预测水平，“九五”期间完成了“中国短期气候预测系统建立的研究”重中之重项目，建立气候预测系统。“十五”期间不少项目也直接或间接与气候预测有关。做好气候灾害预测是当前气候学面临的一个重要课题。
　　应对气候变暖是当前气候学面临的另一个重要课题。气候变暖无疑是当前*引人注目的气候变化。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告，过去一百年全球平均温度上升了0.74℃，中国的升温在0.5～0.8℃之间，属于全球增温较为显著的地区之一。1998年是中国有观测记录以来*暖的一年，也是全球*暖的一年。气候变暖带来一系列的气候与环境变化，对社会造成巨大的现实和潜在的影响。例如，气候变暖使海冰及冰川融化，如格陵兰和南极冰盖，仅格陵兰冰盖如全部融化就可能使海平面上升7m左右。20世纪全球平均海平面已经上升了0.17m，海平面上升威胁大陆沿海地区。冰川融化虽然暂时可以增加融水的径流量，但是从长远看冰川源地的枯涸则是更大的威胁。近30年中国西部气候有变暖、变湿的倾向，融冰增加了河流径流量。而且降水量也有增加的趋势，不过其绝对值仍较小，不足以改变气候的类型。对于变湿的趋势是否仍能继续，则有不同的见解。此外，气候变暖造成冻土融化、气候带北移，影响面比较广。同时，气候变暖的影响是有利有弊的，在这方面还需要进行深入探讨。一方面对当前的气候变暖尚未充分认识，一方面又需要对未来气候变暖的发展趋势进行研究，这已经是关乎国家发展的大计了。应对气候变暖主要是适应和减排问题，即在适应气候变化的过程中，同时减少温室气体的排放。这不是一个单纯的气候问题，却与气候变化有密切的关系。因此，观测、监测、研究中国气候变暖有重要的意义。
　　但是当前的气候变化，并不仅仅是由于人类活动造成温室气体增加，使温室效应加剧的结果。大多数科学家认为自然气候变化仍然在气候变化中占有相当的比重。因此，对自然气候变化进行研究，不仅有助于认识自然气候变化的规律，而且有助于确认人类活动究竟造成了多大的气候变化。这对预测未来几十年到21世纪末的气候变化也有重要意义。
　　气候学面临的第三个重要课题就是认识气候变化。气候变化就第四纪而言有三种时间尺度：冰期-间冰期旋回、千年尺度气候振荡，以及近百年气候变化。从南极冰芯的氧同位素来看，近70万年有明显的10万年周期，地质界称为冰期-间冰期旋回。现在我们所处的间冰期称为全新世，开始于11.5kaBPo。过去70万年的气候史表明：间冰期有长有短，但是只占旋回长度的20%左右。因此，全球确实面临着冰期来临的威胁。人们大多同意地球轨道要素变化是冰期-间冰期旋回形成的原因，但是，根据对地球轨道要素周期性的研究，未来30ka之内不大可能进入一个新的冰期。
　　千年尺度气候振荡是人们关注的另一个焦点。全新世气候相对于冰期而言温暖潮湿，但是其中至少发生了8～9次冷干事件，每个事件大约持续100～200年，有少数还稍长一些。*近的1次就是小冰期，*冷时在0.3～0.4kaBP，气温比20世纪的暖期约低1℃。较早的1次冷事件称为8.2kaBP事件，降温幅度约是小冰期的两倍。由于冷事件来临和结束均比较突然，因此有人也称之为气候突变。在预测未来气候变化时，也要考虑气候突变的可能性。2004年2月披露的美国国防部“秘密报告”预测到2010～2020年可能发生气候突变。其依据主要是全球气候变暖使极冰融化，改变北大西洋热盐环流，使北半球高纬陆地气候变冷变干。有关资料表明，在上述时间内发生气候突变的可能性很小。但是无论是美国科学家，还是中国科学家都一致同意应该加强气候突变研究。因为，从理论上讲，确实存在出现气候突变的可能性。
　　研究时间尺度在几十到百年的气候变化对我们也有重要意义，一方面这是对未来气候变暖预估的基础，另一方面年际和年代际气候变化仍然主导着气候灾害。例如从1970年代末华北进入干旱期，至今已持续30年，1980年代到1990年代初长江多雨，1990年代大部分时间江南多雨，进入21世纪后江淮流域洪涝频繁。对其形成原因及机理的认识还是一个巨大的挑战。尽管近百年气候变化*主要的问题就是气候变暖，这与温室效应加剧有关。但是，自然原因造成的气候变化也不可忽视。
　　第二节 气候与气候系统
　　19世纪末到20世纪初的气候学可以认为是经典气候学。经典气候学有三个基本概念：①气候主要包括3个基本要素，即温（气温）、湿（降水量）、压（地面气压）；②一个地区的气候特征可以用这3个基本要素的30年平均值来描述；③一个地区的气候形成主要取决于3个因素，即太阳辐射（地理纬度）、海陆分布及大气环流。20世纪科学的发展对经典气候学的基本概念提出了挑战。特别在20世纪*后四分之一的时间，由于对气候灾害预测与预防及应对气候变暖的社会需求，气候学有了突飞猛进的发展。我们这里简要地说明经典气候学的基本概念是如何改变的。
　　*先受到挑战的是气候平均值的概念。气候平均值的英文是“normal”，原意是“标准值”，“气候平均值”是意译。应该承认*初提出30年平均可以作为“标准值”是正确的，是有充分依据的。因为人们注意到气候有年际和年代际变率，虽然当时还没有应用这个名词，但由于每年的气候要素值均有不同，所以人们设想，如果取一段足够长的时间来平均，就会得到一个较为稳定的“标准值”。后来的大量研究证明：时间尺度在20～40年之问的年代际变化在气候要素的时问谱中占有重要的地位。凶此，选用30年平均是比较恰当的。时间太长不能适应气候台站网的扩展和观测项目的增加；时间太短，又受气候变率的影响，不能得到一个较为稳定的值。所以，取30年平均值作为气候平均值的做法一直保持到现代。主要问题出现在这个30年平均值是否也有变化。国际气象组织（即世界气象组织WMO的前身）首先采用1901～1930年平均为“标准值”。但是，后来由于建立了许多新的台站，这些台站不可能有1901～1930年的平均值。同时，又为了适应气候变化，曾先后采用1931～1960年、1951～1980年、1961～1990年，现在用1971～2000年平均为“标准值”。而且规定2010年之后用1981～2010年，以后每10年更新一次。显然，不断更新“标准值”的做法是合理的，也是必要的，它符合气候变化的实际状况。
　　其他两个经典概念的革新也是气候学发展的结果。气候灾害的预测与应对全球气候变暖是两大社会需求，也是推动气候学发展的动力。20世纪气候学的研究表明：在研究气候时不能把眼光只限于大气层，尤其是近地面层，只看到温、湿、压三个要素。气候系统的概念应运而生，取代了经典的气候概念。根据现代气候学的概念，气候不再是局地性的，而是全球性的。中国的旱涝可能与万里之外赤道东太平洋海洋中的厄尔尼诺（El Nino）现象有关，也可能与远在北极的海冰和青藏高原的积雪有关。因此，做旱涝预测不仅不能只研究局地的温、湿，压，而且不能只限于大气中的气候要素。海水温度、海冰、积雪，即全球气候系统中除大气以外的其他圈层对大气圈层的影响也要考虑。另一个例子是全球气候变暖。大气成分是相当稳定的，研究大气成分的组成是大气物理学的任务。但是19世纪中期以来大气中的CO2，CH4等温室气体迅速增长，CO2的浓度已经增加了30%。温室气体的增加加剧了温室效应，造成全球气候变暖。这主要是大气成分变化的结果，而且由于大气中CO2很快均匀混合，因此其影响是全球性的。全球气候变暖不仅仅表示变暖是全球性的，还意味着造成变暖的温室气体增加来源于全球。这些例子说明要满足气候灾害预测及应对全球气候变暖，冲破经典气候的狭窄概念已经势在必行了。
　　从科学本身来看，用气候系统的概念取代经典的气候概念也是十分必要的（丁一汇等，2003），对三种不同时间尺度气候变化的研究充分证明了这一点。冰期间冰期旋回的证据来自冰冻圈及水圈、陆面乃至生物圈。南极冰盖氧同位素保留了近70万年的大气温度记录，揭示了10万年冰期间冰期旋回。深海沉积中有孔虫氧同位素、黄土磁化率，保留了更长时间的冰期间冰期旋回证据。千年尺度气候振荡与贯通全球的热盐环流变化有密切关系。在末次冰期中D/O （Dansgaard/Oeschger）循环以1470年为韵律的变化，据信主要是融冰淡水影响了北大西洋深水形成的结果。全新世也有千年尺度气候振荡，有证据表明至少8.2kaBP事件与加拿大东部融冰淡水的倾泻有关。百年尺度到年代际尺度的气候变化日益受到重视。1930年代北美中西部的干旱、1960年代～1970年代北半球气温的下降，包括震惊全世界的1962～1963年冷冬、1960年代末到20世纪末萨赫勒的干旱等，这些气候变化事件虽然广为人知，但是对其形成原凶与机制却了解得很不够。有人认为海洋热状况的异常起了主导作用。但是，海洋又为什么发生异常，这些均需要从整个气候系统的变化，包括气候系统各成员——大气、海洋、陆地、冰雪及生物各因素之间的相互作用中去探讨。
　　另外，从对气候系统研究手段的发展也可以看出，用气候系统的概念取代狭隘的气候概念是十分必要的。一直到20世纪中期，统计学还几乎是研究气候学的*一手段。但是，在20世纪后四分之一的时问里，大气环流模式有了长足的进步，进而发展了海一气耦合气候模式，*后形成全球气候系统模式。这个发展表明，脱离各个圈层，只研究大气，甚至只研究大气的底层，不可能对气候研究有什么帮助。现代虽然有时人们依然采用大气环流模式，在给定辐射强迫或下垫面（如海水温度）异常强迫下研究大气的变化，但是，这大多只用于研究大气对某个物理因子的反应，包括气候敏感性的研究。为了能真正认识气候变化的过程，还是需要采用气候系统模式，至少也要把某两个或三个圈层耦合在一起。例如，目前把大气与热带海洋耦合在一起做短期气候预测，将来要从气候的物理过程扩展到地球生物化学过程进行多尺度气候预测。
　　当然，要进行全球气候系统的研究，就必须具备全球气候系统的观测。目前，卫星观测极大地丰富与补充了实地观测。世界上已经建立了几套全球再分析资料系统：有30～50年或更长的连续格点序列；有对流层到平流层各层面的温、湿、压、风；也有海洋表面温度、风、压力的资料，乃至一些深层海洋的资料；冰冻圈与植被覆盖也有了一些系统的研究。可以说我们对全球气候系统，已经有了比较全面的认识，为研究全球气候系统打下了良好的基础。
　　21世纪的气候学研究，面对的是全球气候系统，而不再仅指近地面的气温、降水量和气压变化。现在谈到气候变暖，也不再仅指温度上升多少，而是包括了海温、海冰、冻土、积雪、植被的变化。气候变暖是近代气候系统的主要特征。从气候到气候系统概念更新的过程正在进行。
　　第三节 中国气候研究的历史
　　中国气候研究的历史大约有将近一个世纪，我们分两节概括介绍。本节按时间分成三段讲述研究的进展，下一节介绍中国气候研究中几个核心问题。
　　中国气候研究的历史大体可以分为经典气候研究时期（20世纪前半期）及现代气候研究时期，后者又可以分成两段：1950年代～1970年代，以及1980年代之后。这样划分同国家的政治、经济、社会发展也有密切关系（王绍武，2001）。
　　一、经典气候研究时期
　　1．气候志
　　这项研究在世界范围气候研究中占有重要的地位，中国的情况也不例外。1932年竺可桢发表了《南京之气候》一文，详细描述了温度、降水、湿度、气压、风、云和天气7个要素，研究了地理条件和气压分布对南京气候的影响。卢鋈写了《中国气候总论》，这本书共包括9章：①地理条件；②气流；③季风与锋面；④大气扰动（气旋、台风、雷雨）；⑤温度；⑥湿度、雾与霾；⑦云、日照和降水；⑧气候变化与长期预报；⑨气候区划。这是对中国气候*早的全面阐述。优美的文笔、丰富的资料，吸引了广大的读者；1954年再版。
　　2．气候区划
　　气候区划与气候志的研究密切相关。1931年竺可桢发表了《中国气候区域论》，强调划分中国气候区域务必注意：①分类必须简单而明确，②分区界线必须与自然区域及季风影响符合，③同时考虑气温、降水的年变程。大体上依照这个原则，卢鋈把中国划分为十个气候区：①东北，②塞外草原，③新疆山区，④西北沙漠，⑤华北，⑥华中，⑦华南，⑧海南，⑨西南，⑩西藏。
　　3．气候变化
　　中国有丰富的史料。竺可桢*早根据大量的史料撰写了《南宋时代我国气候之揣测》（1924）及《中国历史上气候之变迁》（1925）。这是～项具有非常鲜明中国特色的工作，到1972年竺可桢又以80多岁高龄续写了《中国近五千年来气候变迁的初步研究》。这一里程碑式的论文，在国内外被广泛引用，把中国科学研究介绍到全世界。他的许多分析，如小冰期的3次冷期，已为后来的研究多次证实。
　　4．天气气候
　　天气气候也是这一时期气候学研究的重要方面。李宪之的论文《东亚寒潮侵袭的研究》（1935）和《台风研究》（1936），对侵袭东亚寒潮的路径、带来的天气、发展规律以及台风路径、频率、灾害，做了系统性的研究。这些研究的基本结论至今仍有现实意义。
　　5．季风
　　这也是早期气候学研究的一个核心问题。竺可桢的《东南季风与中国之雨量》（1934） 一文开季风研究之先河，指出东南季风与梅雨的关系，并对宋诗“三时已断黄梅雨，万里初来舶棹风”做了科学的解释。张宝堃（1934）考虑中国气候受季风影响四季分明的特点，根据5天平均温度定义了四季：
　　冬 <10℃
　　春 10～22℃
　　夏 >22℃
　　秋 10～22℃
　　这个标准至今仍有参考意义。涂长望与黄仕松于1944年发表了《中国夏季风之进退》，**以湿球位温定义夏季风的进退，开始认识到中国东部夏季风之北跳及撤退的突发性，及其与长江流域梅雨的关系。
　　6．长期预报
　　涂长望于1930年代研究了世界三大涛动与中国气候的关系，并由此探寻长期预报的途径。1937年发表了《中国天气与世界大气的浪动及其长期预告中国夏季旱涝之应用》。涂长望的研究，首先根据降水量的特点把中国东部分为11个区：东北平原、海河区域、长江三角洲等，再对每个区建立夏季降水与前期世界三大涛动的关系。例如冬季江南的降水量和3个月之前秋季南方涛动有负相关，即南方涛动负位相（相当El Nino）时多雨，这同现代观测完全吻合。
　　以上只是扼要介绍20世纪前半叶中国的气候学研究，除此之外还有一些研究，不再一一列举。不过可以看出，在这段时间内，主要是1930年代和1940年代，中国老一代气候学家对中国气候进行了基础性的、卓有成效的研究，许多工作至今仍有现实意义，成为20世纪下半叶现代气候学研究发展的基础。
　　二、现代气候研究时期Ⅰ：1950年代到1970年代
　　1．气候观测
　　这一段时间气候学研究有一个重要的基础就是气候台站网的建立。气象台站在20世纪初只有50个左右，1940年代前后增至311个，到1960年已经发展到2800个，增加了将近10倍。1966年出版了《中国气候图集》，虽然只应用了1951～1960年10年的资料，但是降水量测站达到1005个，气温694个站，气压*少也用到279个站。这是我国第1次出版完整的气候图集，为以后的气候学研究打下了良好的基础。
　　2．气候区划
　　这项工作从1955年开始，中国科学院地球物理研究所、中国科学院地理研究所共20余人参加。这是我国第1次组织这样大的人力进行气候区划工作。1959年出版了《中国气候区划（初稿）》。其综合考虑热量与水分，把中国划分为8个气候区、32个气候省及68个气候州。《中国气候图集》则采用了更简便的方法，先根据温度指标划分出10个气候带，根据年气候干燥度分为18个气候大区，又根据干燥度的季节变化分为36个气候区。通过这些工作对中国的气候特点有了系统的认识。
　　3．季风
　　1950年代初到1960年代初季风研究在中国科学院地球物理研究所有了系统性的发