大氣科學(xué)歷史進(jìn)程中多學(xué)科的交叉影響

肖子牛葉夢姝

（1 中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，北京 100081；2 中國科學(xué)院大氣物理研究所，北京 100029）

大氣科學(xué)歷史進(jìn)程中多學(xué)科的交叉影響

肖子牛1,2葉夢姝1

（1 中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，北京 100081；2 中國科學(xué)院大氣物理研究所，北京 100029）

從科學(xué)史與學(xué)科分類的視角，按照歷史階段和融合方式這兩個(gè)維度，分析歸納了六組學(xué)科領(lǐng)域與大氣科學(xué)發(fā)展的融合與互動：古代氣象學(xué)在萌芽階段曾與天文學(xué)和地理學(xué)共生；16—18世紀(jì)在因探險(xiǎn)活動而興起的航海學(xué)和山地學(xué)研究中，積累了豐富的氣象學(xué)研究素材；19—20世紀(jì)氣象學(xué)逐漸吸收了數(shù)理科學(xué)的成果，并初步建立了基礎(chǔ)理論；20世紀(jì)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的推動下，大氣科學(xué)在數(shù)值預(yù)報(bào)和氣象觀測等方面實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍；20世紀(jì)以來，農(nóng)業(yè)氣象、醫(yī)療氣象等各應(yīng)用氣象領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，大氣科學(xué)得到了更加專業(yè)和深入的應(yīng)用；21世紀(jì)后，大氣科學(xué)與政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、傳播學(xué)等社會科學(xué)廣泛融合，開啟了大氣科學(xué)嶄新的發(fā)展階段。

多學(xué)科，大氣科學(xué)，科學(xué)史，自然科學(xué)，社會科學(xué)

1 引言

從科學(xué)發(fā)展的歷史進(jìn)程來看，所有學(xué)科最初都以混沌不分的形態(tài)包含于哲學(xué)范疇內(nèi)，大氣科學(xué)也不例外。在幾乎所有的古代文明中，天文和氣象都被統(tǒng)稱為天象，用以描述所有天上發(fā)生的事情。文藝復(fù)興與啟蒙運(yùn)動之后，最早是天文學(xué)和物理學(xué)，然后是化學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科逐漸從自然哲學(xué)中獨(dú)立出來，并隨著人類航海、登山等探險(xiǎn)活動的增加，誕生了航海學(xué)、山地學(xué)、地質(zhì)學(xué)等新的知識領(lǐng)域[1]。大氣科學(xué)這門古老的學(xué)科也逐漸明確了自己的研究對象，并從這些新的知識領(lǐng)域中積累了更多的研究素材。19世紀(jì)之后，知識的分類同我們熟知的現(xiàn)代學(xué)科分類已經(jīng)十分類似了，幾乎所有學(xué)科都從數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科借鑒研究方法，大氣科學(xué)還受益于計(jì)算技術(shù)、遙感技術(shù)的大力推動，實(shí)現(xiàn)了客觀數(shù)值預(yù)報(bào)與全球天氣監(jiān)測，發(fā)展到了一個(gè)全新的階段。在大氣科學(xué)的社會功能上，其與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、交通工程、環(huán)境工程等領(lǐng)域交叉，在服務(wù)公眾與行業(yè)中發(fā)揮著越來越顯著的社會價(jià)值。當(dāng)天氣與氣候的問題不僅僅是科學(xué)問題，更成為與政治決策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、公眾生活密切相關(guān)的議題時(shí)，大氣科學(xué)和政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、傳播學(xué)等社會科學(xué)的融合又成為了21世紀(jì)大氣科學(xué)新的增長點(diǎn)。

本文簡要梳理了大氣科學(xué)在不同歷史階段與不同學(xué)科的交融關(guān)系，如何從最初的共生萌芽到成熟獨(dú)立，從吸收引進(jìn)其他學(xué)科的成果到需求引領(lǐng)技術(shù)革新，逐漸成為了一個(gè)與自然科學(xué)和社會科學(xué)各相關(guān)領(lǐng)域交融滲透、廣泛聯(lián)系的學(xué)科，通過以點(diǎn)帶面的方式為氣象科技史的研究提供一條線索。

2 萌芽期與天文學(xué)、地理學(xué)共生

在古代文明時(shí)期，人類將天氣現(xiàn)象和天文現(xiàn)象混在一起認(rèn)知，并認(rèn)為天氣的規(guī)律及變化是對星體運(yùn)動的響應(yīng)，可以說，氣象學(xué)和天文學(xué)是在共生中萌芽的。古希臘和古巴比倫的學(xué)者用恒星或月亮的運(yùn)行軌跡、明暗圓缺等來預(yù)報(bào)天氣[2]。古代中國學(xué)者也認(rèn)為，天氣氣候是對天文現(xiàn)象的配合，例如《周髀算經(jīng)》根據(jù)天文觀測將一年劃分出了四時(shí)、八節(jié)、二十四節(jié)氣，并認(rèn)為天文變化決定著地球上四時(shí)八節(jié)的氣象變化，決定著二十四節(jié)氣的變化。這個(gè)時(shí)期的天象知識是神圣的、神秘的，被星象師、占星師、司天等少數(shù)人掌握，研究天象是為統(tǒng)治者了解“天意”以便順乎“天命”，祭天祈雨、制定歷法、指導(dǎo)農(nóng)時(shí)及戰(zhàn)事等。

早期古羅馬帝國時(shí)代之后，隨著人類活動范圍的擴(kuò)大和區(qū)域間交往的加深，地理學(xué)知識逐漸擴(kuò)展，在氣象學(xué)中又加入了地理學(xué)的傳統(tǒng)，人類開始從更大的時(shí)空尺度認(rèn)識天氣現(xiàn)象和規(guī)律。古羅馬地理學(xué)家龐波尼烏斯（Pomponius Mela）是地理氣象學(xué)的代表人物之一，在他的著作《世界概述》中，他通過推理和計(jì)算將全球劃分為南北對稱的六個(gè)氣候帶，并解釋了信風(fēng)是由于不同緯度接受的太陽輻射不同而形成的固定環(huán)流，這是古代地理氣象學(xué)最重要的成果之一。

天文學(xué)和地理學(xué)分別代表了大氣科學(xué)的“動力—因果”和“描述—分類”兩種研究范式。在中世紀(jì)之后，天文學(xué)率先從自然哲學(xué)中獨(dú)立出來，并促成了近代物理學(xué)誕生，而氣象學(xué)和地理學(xué)的發(fā)展在中世紀(jì)和文藝復(fù)興時(shí)期都是相對落后的，直到近代才又重新發(fā)展起來。現(xiàn)代大氣科學(xué)和氣候?qū)W仍然關(guān)注天文因子對氣候的影響，但其前提假設(shè)和研究方法與古代的天文氣象學(xué)已經(jīng)毫無關(guān)聯(lián)。

3 在航海等探索實(shí)踐中逐漸積累

中世紀(jì)后“氣象”從“天象”中獨(dú)立出來，其研究對象逐漸明晰，并有了自己的觀測儀器和觀測方法。在對海洋、高山等地區(qū)的探索活動中，積累了基礎(chǔ)而重要的氣象觀測數(shù)據(jù)，成為了早期氣象科學(xué)發(fā)展的重要研究素材。

15世紀(jì)末到17世紀(jì)，西歐的商人和科學(xué)家為探索新世界，開展了多次大規(guī)模的航海探險(xiǎn)，打破了氣象研究在空間上的限制，為了解大尺度天氣現(xiàn)象的認(rèn)識奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過了兩個(gè)多世紀(jì)的摸索和積累，人們對信風(fēng)、洋流、風(fēng)暴等天氣現(xiàn)象有了更加全面的觀察，對氣象學(xué)的認(rèn)識從局地、分散的天氣現(xiàn)象擴(kuò)展到更廣泛空間中相互聯(lián)系的天氣氣候系統(tǒng)。英國天文學(xué)家哈雷（Edmond Halley，1656—1742年）在遠(yuǎn)洋航行中，系統(tǒng)研究了信風(fēng)和季風(fēng)，認(rèn)為太陽輻射是大氣運(yùn)動的根本動力，并注意到了氣壓讀數(shù)的變化和風(fēng)場的關(guān)系，闡述了環(huán)流理論[3]；德國博物學(xué)家洪堡（Alexander Humboldt，1769—1859年）首創(chuàng)了世界等溫線圖，研究了氣候帶分布、溫度垂直遞減率、大陸性與海洋氣候、地形對氣候形成的作用等；美國海軍軍官莫里（Matthew Maury，1806—1873年）繪制成了《北大西洋風(fēng)和海流圖》，幫助航海家和商人尋找安全的航線；今天氣象工作者熟知的蒲福風(fēng)級、白貝羅風(fēng)壓定律等也是航海氣象學(xué)的貢獻(xiàn)[4]。

山地氣象學(xué)重要的代表人物是瑞士地質(zhì)學(xué)家索緒爾（Saussure，1740—1799年），他游歷了很多名山大川，其中包括歐洲最高峰勃朗峰。索緒爾在勃朗峰上設(shè)立了山地氣象觀測站，并在該處詳細(xì)觀測天文、氣象，調(diào)查地質(zhì)和冰河情況。在《阿爾卑斯山行記》一書中，他提出當(dāng)?shù)孛?00m的氣溫平均遞減率為0.64℃，而且隨著高度增加空氣濕度減小，他還證明了潛熱的存在，形成了對大氣垂直結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)認(rèn)識[5]。

大氣科學(xué)在需求實(shí)踐的推動下開始形成獨(dú)立的知識和技能體系。山地氣象學(xué)和航海氣象學(xué)這兩個(gè)交叉領(lǐng)域成為了氣象學(xué)知識的先鋒，使得氣象科學(xué)不再是空中樓閣，而發(fā)展成為了基于大量觀測數(shù)據(jù)和事實(shí)的實(shí)證科學(xué)。

4 吸收數(shù)理科學(xué)成果建立基礎(chǔ)理論

19世紀(jì)中葉時(shí)，物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家在實(shí)驗(yàn)和計(jì)算中取得了許多重大的成果，力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)中的各種現(xiàn)象都能夠用數(shù)學(xué)方法來解釋，很多與氣象相關(guān)的基礎(chǔ)理論也相繼被證明出來[6]。瑞士數(shù)學(xué)家歐拉（Leonhard Euler，1707—1783年）于1752年和1755年分別推導(dǎo)出了反映質(zhì)量守恒的連續(xù)性方程和反映動量變化規(guī)律的流體動力學(xué)方程；1834年法國物理學(xué)家克拉珀龍（Benoit Clapeyron，1799—1864年）創(chuàng)立了理想氣體狀態(tài)方程；1849年英國物理學(xué)家焦耳（Joule，1818—1889年）通過實(shí)驗(yàn)證明了能量守恒與轉(zhuǎn)換定律；1862年開爾文（Lord Kelvin，1824—1907年）在理論論證的基礎(chǔ)上定量地推導(dǎo)出了干絕熱遞減率值與飽

和絕熱遞減率值?？梢哉f，到19世紀(jì)中葉時(shí)，表征大氣基本運(yùn)動的幾個(gè)方程的基礎(chǔ)理論已經(jīng)基本完備[7]。

然而，當(dāng)時(shí)的大氣科學(xué)并沒有立刻消化和應(yīng)用這些數(shù)理基礎(chǔ)理論[8]。在1860年成立的英國氣象辦公室中，唯一的氣象學(xué)家勒弗羅伊并不知道這些理論能應(yīng)用到天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中來。直到第一次世界大戰(zhàn)期間，挪威氣象學(xué)家皮葉克尼斯及其帶領(lǐng)的挪威學(xué)派首次嘗試用流體力學(xué)、熱力學(xué)方程來描述大氣的運(yùn)動與變化，并推導(dǎo)出了以可測量氣象要素為變量的方程組，大氣科學(xué)才真正吸取了數(shù)理科學(xué)發(fā)展的成果茁壯發(fā)展起來。其后的芝加哥學(xué)派更加強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)公式背后的大氣運(yùn)動的物理意義，并用尺度分析等數(shù)學(xué)方法來判斷最主要的動力機(jī)制，而非拘泥于數(shù)學(xué)推導(dǎo)本身[9]。挪威學(xué)派和芝加哥學(xué)派將近代關(guān)于天氣現(xiàn)象的定性解釋和零散的知識更新成為了現(xiàn)代大氣科學(xué)[10]。

然而大氣科學(xué)與數(shù)理基礎(chǔ)理論的融合并沒有完結(jié)，20世紀(jì)的非線性動力學(xué)和耗散結(jié)構(gòu)理論等又為大氣科學(xué)帶來了新的視角。幾乎每一次大氣科學(xué)對基礎(chǔ)學(xué)科理論進(jìn)展的吸收都會為大氣科學(xué)帶來重要轉(zhuǎn)折或質(zhì)的飛躍，而且大氣運(yùn)動的復(fù)雜現(xiàn)象也促使了基礎(chǔ)學(xué)科理論的更新和完善，例如洛倫茲的蝴蝶效應(yīng)推動了非線性動力學(xué)的發(fā)展[11]。

5 技術(shù)推動實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍

隨著20世紀(jì)上半葉數(shù)值預(yù)報(bào)理論的逐漸成型，當(dāng)英國數(shù)學(xué)家理查森（Richardson，1881—1953年）發(fā)現(xiàn)了微分方程的數(shù)值化近似解法之后，他聘請了上百人進(jìn)行手工計(jì)算，嘗試用數(shù)值預(yù)報(bào)的方法算出某地地面氣壓在6小時(shí)后的變化。數(shù)日后他得到了結(jié)果，竟然是145hPa正變壓。雖然理查森的失敗主要并不是計(jì)算錯(cuò)誤，但他的嘗試使氣象學(xué)家們對數(shù)值預(yù)報(bào)的計(jì)算量有了直觀的認(rèn)識，計(jì)算速度已經(jīng)成為了制約數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展的最大瓶頸。二戰(zhàn)后期美國氣象學(xué)家查尼（J G. Charney，1917—1981年）和計(jì)算機(jī)之父馮?諾依曼（von Neumann，1903—1957年）聯(lián)手，在世界上第一臺計(jì)算機(jī)ENIAC的項(xiàng)目中專門建立了“氣象小組”，于1950年在電子計(jì)算機(jī)上首次成功對北美地區(qū)500hPa高度場做出了24小時(shí)的預(yù)報(bào)。隨著數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)與資料同化方法的進(jìn)步，數(shù)值預(yù)報(bào)對計(jì)算速度的需求也與日俱增，形成了世界上最先進(jìn)的計(jì)算設(shè)備之一應(yīng)用于氣象部門數(shù)值預(yù)報(bào)的“傳統(tǒng)”。可以說，沒有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，就沒有今天的大氣科學(xué)[12]。

20世紀(jì)另外一個(gè)改變了大氣科學(xué)面貌的技術(shù)是遙感技術(shù)，遙感技術(shù)利用大氣對電磁波的輻射和反射特性對遠(yuǎn)距離的對象進(jìn)行探測，由此誕生了衛(wèi)星氣象學(xué)和雷達(dá)氣象學(xué)，全面升級了氣象觀測的范圍和質(zhì)量，并使更精確的數(shù)值預(yù)報(bào)初始場成為可能?？s短時(shí)間和擴(kuò)大空間是現(xiàn)代技術(shù)的兩個(gè)基本取向，氣象衛(wèi)星可以提供同一時(shí)刻全球范圍的大氣運(yùn)動狀況，天氣雷達(dá)可以提供當(dāng)下時(shí)刻觀測范圍內(nèi)幾乎整層的水汽分布及運(yùn)動狀況，刷新了人類能夠認(rèn)識到的大氣的時(shí)間尺度和空間尺度，推動大氣科學(xué)在世界天氣監(jiān)測上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

至此，大氣科學(xué)終于從局地、分散的認(rèn)識發(fā)展成為全球、集中的認(rèn)識，從感性、定性認(rèn)識發(fā)展成為理性、定量的認(rèn)識，從靜止的、線性的認(rèn)識發(fā)展成為動態(tài)的、非線性的認(rèn)識。

6 應(yīng)用氣象學(xué)科邁入新階段

現(xiàn)代科學(xué)具有強(qiáng)烈的實(shí)用主義特征，知識的目的是用以解決實(shí)際的需求。人類對氣象知識的需求起源于近代的航海貿(mào)易和軍事戰(zhàn)爭，雖然當(dāng)時(shí)大氣科學(xué)的理論遠(yuǎn)不足夠精確和完善，但報(bào)頭的“每日天氣報(bào)告”欄目已經(jīng)進(jìn)入了公眾的視野和百姓的生活。20世紀(jì)之后，隨著大氣科學(xué)的不斷發(fā)展，其能夠提供服務(wù)的對象和產(chǎn)品種類也更加豐富，大氣科學(xué)在應(yīng)用的基礎(chǔ)上與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，派生出了農(nóng)業(yè)氣象、醫(yī)療氣象、交通氣象、環(huán)境氣象、航空氣象等許多交叉學(xué)科。

農(nóng)業(yè)氣象是其中起步最早、發(fā)展最為成熟的一個(gè)交叉學(xué)科。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)幾乎和農(nóng)學(xué)的歷史一樣悠久，幾乎所有古代文明都根據(jù)本地氣候特征總結(jié)出了自己的一套農(nóng)業(yè)氣象經(jīng)驗(yàn)，這些知識往往以諺語和歷法等文化形式表現(xiàn)出來，雖然不夠精確，但具有持久的生命力。1735年法國科學(xué)家列奧米爾（Réaumur，1683—1757年）發(fā)現(xiàn)，可用積溫來衡量植物的生長速度，這一學(xué)說至今仍是農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的一個(gè)重要基礎(chǔ)理論。20世紀(jì)30—40年代后，現(xiàn)代大氣科學(xué)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的再結(jié)合為這個(gè)古老的領(lǐng)域帶來了新的活力，用現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)觀測手段研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件之間的關(guān)系，對災(zāi)害性天氣進(jìn)行防范措施、進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃以服務(wù)農(nóng)業(yè)發(fā)展與現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)逐步成為一門完整的獨(dú)立的學(xué)科，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮了獨(dú)特的作用。

醫(yī)療氣象是另外一個(gè)歷史悠久的交叉學(xué)科。古代中國基于“天人合一”的世界觀，往往認(rèn)為人體健康狀況會受到天氣氣候條件的決定性影響，阿拉伯帝國的學(xué)者們也非常重視氣象條件和人體健康的關(guān)系，例如伊斯蘭醫(yī)學(xué)家阿維森納（Avicenna，980—1037年）

就提出了一系列根據(jù)氣象條件判斷空氣是否有利于人體健康的標(biāo)準(zhǔn)[12]。20世紀(jì)下半葉以來，隨著人類對環(huán)境污染的重視，醫(yī)療氣象得到了前所未有的關(guān)注。尤其是大氣逆溫條件下發(fā)生的嚴(yán)重的空氣污染，如1950年代倫敦霧事件以及近年來我國東部城市高發(fā)的霧霾事件，又將醫(yī)療氣象和環(huán)境氣象推到了輿論的風(fēng)口浪尖。目前醫(yī)療氣象的研究方法多以統(tǒng)計(jì)分析為主，氣象條件作為致病因素及誘發(fā)因素的病理分析將是該領(lǐng)域的發(fā)展前沿。

7 與社會科學(xué)融合推動未來發(fā)展

和自然科學(xué)相比，社會科學(xué)是到了近代才建立起來的十分“年輕”的知識領(lǐng)域。大約在19世紀(jì)初，政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、社會學(xué)等社會科學(xué)才建立了各自的概念體系和基本理論。但在整個(gè)20世紀(jì)，社會科學(xué)以極快的速度發(fā)展起來，飛速發(fā)展和轉(zhuǎn)型的社會形態(tài)為社會科學(xué)帶來了豐富的研究素材。社會科學(xué)的目的是解釋社會現(xiàn)象、指導(dǎo)社會運(yùn)行，大氣科學(xué)在服務(wù)現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)、指導(dǎo)百姓生活扮演著不可或缺的角色，因此如何傳播大氣科學(xué)、幫助政府和公眾理解和應(yīng)用大氣科學(xué)，不僅是大氣科學(xué)的發(fā)展目標(biāo)，更是社會科學(xué)的研究主題。

因此，大氣科學(xué)與社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、法學(xué)、傳播學(xué)等社會科學(xué)的相互滲透可能成為未來重要的知識增長點(diǎn)。在經(jīng)濟(jì)學(xué)方面，防災(zāi)減災(zāi)與公共氣象服務(wù)的社會與經(jīng)濟(jì)效益日益凸顯，商業(yè)天氣保險(xiǎn)不斷應(yīng)用推廣，要使大氣科學(xué)更好地降低社會運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，氣象經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究十分必要；在政治學(xué)方面，雖然以前也有學(xué)者對氣候變化和文明興衰的關(guān)系進(jìn)行初步探索，但現(xiàn)代社會的氣候資源利用、氣候變化減緩及應(yīng)對要求的行動方案已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了科學(xué)家的工作范圍，而是更多地涉及政府管理、公共政策、國際關(guān)系等復(fù)雜的影響因素，迫切的需要深入研究氣候變化的政治學(xué)；在法學(xué)方面，因?yàn)闅庀笮畔⒌闹谱鲬?yīng)用的整個(gè)流程需要受到法律的規(guī)范，在保證其正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上使其應(yīng)用范圍最大化；在傳播學(xué)方面，大氣科學(xué)是公眾最容易接觸到也最容易誤解的一門現(xiàn)代科學(xué)，如何科學(xué)地傳播天氣信息、提高公民氣象科學(xué)素養(yǎng)、讓天氣信息更好地指導(dǎo)公眾防災(zāi)減災(zāi)和生產(chǎn)生活，是氣象傳播學(xué)的研究重點(diǎn)。

8 結(jié)語

萊布尼茨曾說：“各門科學(xué)的整體可以看作一個(gè)海洋，它到處延伸而沒有終止和分界，盡管人們想象其中的各個(gè)部分，并按自己的方便給它們以名稱。”從20世紀(jì)后半葉開始，由于研究一些復(fù)雜的問題需要多個(gè)學(xué)科的知識，學(xué)科發(fā)展又出現(xiàn)了融合的趨勢，一些交叉學(xué)科和多學(xué)科的研究領(lǐng)域開始大量出現(xiàn)，學(xué)科的發(fā)展從“合”到“分”，正走向新一輪的“合”，這種“合”不僅是學(xué)科發(fā)展的趨勢，也是學(xué)術(shù)研究產(chǎn)生重大創(chuàng)新性成果的方式[13]。

對于大氣科學(xué)來說，從最初的共生萌芽到成熟獨(dú)立，從吸收引進(jìn)其他學(xué)科的成果到需求引領(lǐng)技術(shù)革新，如今已經(jīng)成為了一個(gè)交融滲透、廣泛聯(lián)系的學(xué)科。近年來，傳統(tǒng)氣象已經(jīng)向政治氣象、經(jīng)濟(jì)氣象、公共氣象、安全氣象、資源氣象等多學(xué)科角度交叉發(fā)展，大氣科學(xué)的研究成果必將成為未來國家政治、經(jīng)濟(jì)、軍事決策的核心依據(jù)，大氣科學(xué)和社會科學(xué)的進(jìn)一步融合可能成為未來氣象領(lǐng)域最有發(fā)展?jié)摿Φ囊粋€(gè)增長點(diǎn)，因此迫切需要自然科學(xué)家和社會科學(xué)家的合作、復(fù)合型人才的培養(yǎng)、新的業(yè)務(wù)和研究領(lǐng)域的拓展。未來地球計(jì)劃（Future Earth，2014—2023年）就是最近發(fā)起的一個(gè)自然科學(xué)和社會科學(xué)融合的國際研究計(jì)劃，其目的是為應(yīng)對全球環(huán)境變化給各區(qū)域、國家和社會帶來的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)自然科學(xué)與社會科學(xué)的溝通與合作，為全球可持續(xù)發(fā)展提供必要的理論知識、研究手段和方法，增強(qiáng)全球可持續(xù)性發(fā)展的能力，應(yīng)對全球環(huán)境變化帶來的挑戰(zhàn)。自然科學(xué)和社會科學(xué)相互的碰撞，有助于提高人的物質(zhì)生活和精神境界，也意味著科學(xué)發(fā)展的新時(shí)代即將到來。

[1]伯納德?科恩. 科學(xué)革命史. 北京: 軍事科學(xué)出版社, 1985.

[2]Lüdecke C. Astrometeorological weather prediction at the time of the societas meteorological Palatina. Conference of the International Commission on History of Meteorology (ICHM), Germany, 2004.

[3]Hardley G. An historical account of the trade-winds and monsoons observable in the seas between and near the tropics with an attempt to assign the physical cause of said winds. Phil Trans, 1753, 26: 153-168.

[4] Persson A O. Hadley’s principle: understanding and misunderstanding the trade winds. History of Meteorology 3, 2006: 17-42.

[5]劉昭民. 西洋氣象學(xué)史. 臺北: 中國文化大學(xué)出版社, 1981.

[6]哈曼. 龔少明, 譯. 19世紀(jì)物理學(xué)概念的發(fā)展. 上海: 復(fù)旦大學(xué)出版社, 2002.

[7]Feldman T S. Late Enlightenment Meteorology. In: Fr?ngsmyr T, Heilbron J L, Rider R E. The Quantifying Spirit in the 18th Century. Berkeley: University of California Press, 1990.

[8]Gisela Kutzbach. The Thermal Theory of Cyclones: A History of Meteorological Thought in The Nineteenth Century. Amer Meteor Soc, 1979.

[9]胡永云. 我所知道的芝加哥學(xué)派//北京大學(xué)物理學(xué)院大氣科學(xué)系. 江河萬古流——謝義炳院士紀(jì)念文集.北京: 北京大學(xué)出版社, 2007.

[10]丑紀(jì)范. 大氣科學(xué)中的非線性復(fù)雜性. 北京: 氣象出版社, 2002.

[11]Harper K C. Weather by the Numbers: The Genesis of Modern Meteorology. The MIT Press,Reprint edition, 2012.

[12]楊萍, 葉夢姝, 陳正洪. 氣象科技的古往今來. 北京: 氣象出版社, 2014.

[13]江曉原. 簡明科學(xué)技術(shù)史. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 2004.

Multi-Disciplinary Integration in the History of Meteorology

Xiao Ziniu1,2, Ye Mengshu2
(1 CMA Training Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081 2 Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029 )

This essay analyzes the interaction and relationship between meteorology and some other disciplines of both natural science and technology in science history and the progress of science classif i cation. The science and technology disciplines were grouped by the way of interaction when it happened in the history. There comes six kinds of multi-disciplinary Integration in the history of meteorology: in ancient times meteorology was born together with astronomy geography; from 16th to 18th century, new observation data concerning atmosphere phenomena were recorded and discovered in maritime navigation and mountain studies; in 19th and 20th centuries meteorology gradually absorbed the theoretical achievements from mathematics and physics, especially calculus and hydromechanics, and built up its own basic theory; after 20th century, with the appearance of computers and remote-sensing technology, numerical weather forecast and modern meteorological observation came to reality; also from the 20th century on, more applications of meteorology in agriculture and medicine brought us new knowledge of agricultural meteorology, and medical meteorology; In 21st century, atmospheric science interacts frequently with social sciences such as politics, economics, sociology, communication, which indicates that a new stage of atmospheric science is coming.

multi-disciplinary, atmospheric science, history of science, natural science, social science

10.3969/j.issn.2095-1973.2014.06.006

2014年6月11日；

2014年9月25日

肖子牛（1964—），Email：xiaozn@cma.gov.cn

資助信息：中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院“氣象科技史研究”項(xiàng)目