气候工程

气候工程是一个新概念。任何一门科学只有与工程结合，才能为人类创造更大的效益，才达到成熟的程度。如化学有化工，生物学有生物工程。气候学也是这样。气候工程是以控制和利用气候资源和防御气候灾害为目的的各项工程措施的总称。它将是气候学在理论与实践中开拓前进的一个重要发展领域。
气候与天气的区别不仅是时间尺度不同，而主要是成因不同。天气是大气环流扰动的产物，而气候则由于下垫面冷热源分布不均的结果。人们虽然难以预测瞬息万变的大气环流的扰动，更不易去干预这种扰动，但人类却可以逐渐改变下垫面的物理属性，并积少成多，以致可以使在热力作用与水分交换方面发生巨大的变化。因此，人工改变气候实际上比改变天气现实得多。更何况人们还可以制造特殊的小气候环境。实际上，气候工程早已出现，只是尚没有这个术语而已。
另一个原因是气候工程不同于其它的工程，需要人们更多的理解。例如，化工就是用化学理论与方法，正规建厂生产。气候却不一样，气候资源作为一种环境因素而普遍存在。人们利用农业将气候资源（辐射、降水、二氧化碳等）转化为有机物。但人们却未能确认这也是气候工程。其原因就是当时人口少，生产规模小，在这种社会条件下，气候资源充足够用。故人们只看到农业技术的价值，未能感到气候资源的珍贵。
但是，现在情况完全不同了。不但人口剧增，生产规模扩大，气候资源日益不足，加上行业种类不断增加，行行都要气候资源。气候资源不能不感到十分紧缺，同时又具有显著的公用性。因此，气候工程就有了宏观与微观两个层次，引起了人们重视。
宏观气候工程就是开发与保护全球性、区域性、地方性的气候资源，使各行各业都能满足对这一资源的需要量，但不超过资源的供应量，作到供需平衡，并保护这一资源。因此，宏观的气候工程是一种全社会性高层次的工程，主要用在社会经济的规划、布局和管理上。
微观气候工程是具体用户（生产与生活单位）在宏观指导下，作到有效地开发利用所需的气候资源。如农业的塑料大棚、地膜，工业与生活的节水、日光能等。
这两种气候工程是互补的。宏观气候工程负责整个气候资源的监测与调控、规划、设计与管理。当前的温室气体问题即属这一范畴。因此，宏观气候工程是微观气候工程不可缺少的指导。微观气候工程是宏观气候工程的依据，又是赖以实施的基础。二者是缺一不可的。

气候资源分类

气候资源是由多种要素组成的综合资源。它的各组成部分按不同角度，可有不同分类方法。
(1)要素分类：一部分气候要素含有重要资源量，按要素分类是气候资源最基本的分类方法。
太阳能资源。如太阳辐射中含有植物进行光合作用所需的生理辐射量，也是太阳能热水器和日光电池所需的能源。
热量资源。即以空气温度所代表的作物生长所必需的热能。在农业生产中常以大于0℃或10℃的每日温度(℃)之积，或称积温，作为热量资源的代表值。
降水资源。为陆地一切水资源的唯一来源。弄清降水资源及其潜力可以提高水资源量在降水量中的比例，更充分地开发可能获得的自然降水的潜力。
风能。即空气流动所产生的动力。可以利用作为动力或发电的能源。
大气中的二氧化碳是植物光合作用的原材料。这在过去农业生产中并未作为资源量计算。现代为提高农业生产效率和在温室中二氧化碳缺乏天然补给量时，这一要素才被作为资源而予以重视。
(2)行业分类：人类社会有很多行业，各个行业对气候都有不同要求。气候资源的行业分类实质上就是一种应用分类系统。一般说来，在露天作业的行业对气候最敏感，也对气候资源的意义认识最早，最为关心。其中有农、林、牧、渔、盐、交通运输、旅游等行业。在室内活动的行业，也因其产品质量同温度、湿度、空气清洁度有密切关系，同时又依靠交通运输获得原材料、燃料及运出产品，也需要利用有利的气候条件和避免不利条件，不得不重视气候资源和灾害。
在一个行业内部，也因项目不同而对气候资源有不同的需求。农业中的小麦、水稻及其它作物都有各自不同的气候资源要求。在医疗中，不同的疾病的医治都有各不相同的最佳气候条件。其它各行业的情况也是一样。正是因为行业内部在气候资源的要求上很不一致，使得行业气候资源分类具有多层次性。
气候资源还可以从其它角度进行分类。虽然一定的气候资源分类有其特有的目的性，但是这些分类系统之间有一定的互补性。特别是要素分类法与行业分类法之间的互补性更为明显。

气候怎样“塑造”人类

人的容貌、性格和行为，并非完全能由人类自己主宰，这个“权力”有时还握在大自然的“手心”。
人的高矮胖瘦以及容貌的红黄黑白，不仅与人的遗传有关，而且与气候也有一定的关系。
在欧亚大陆，生活在赤道附近热带地区的人，由于光照强烈，气温又高，人的皮肤颜色黑黝黝的。为了抵御酷热的气候，他们的脖子很短，头明显偏小，而鼻子较阔，这样有利于散发体内热量。在寒带、温带的高纬度地区，常年太阳不能直射，光照强度较弱，气温很低，严寒期又长，这里大多为白种人。为了抵御严寒，他们往往生有一个比住在温、热带地区的人更钩的鼻子。鼻梁较高，鼻内孔道较长。就头型而言，寒带和温带居民头大、头型圆，脸部比较平，这很有利于保温，减少散热量。
为适应高山稀薄的空气，山区居民的胸部突出，呼吸功能发达，肺活量和最大换气量比沿海地区的居民明显偏多。气候对身高的影响更为明显。以我国为例，北京的年日照时数为2778．7小时，武汉年日照时数为2085．3小时，广州年日照时数为1945．3小时，成都年日照时数最少，仅为1239．3小时，所以这些城市居民的平均身高依次由高到矮。其原因是日光中的紫外线能使人体皮肤内的脱氢胆固醇变成维生素D的主要来源，有促进骨钙化和长粗长高的作用。
生活在热带地区的人，在室外活动的时间比较多。气温高，使生活在那里的人性情易暴躁和发怒。居住在寒冷地带的人，大部分时间在一个不太大的空间里与别人朝夕相处，养成了能控制自己的情绪，具有较强的忍耐力的性格。比如生活在北极圈内的爱斯基摩人，被人们称为“永不发怒的人”。居住在温暖宜人的水乡的人们，因为气候湿润、风景秀丽，人们对周围事物敏感，且多情善感，机智敏捷。山区居民因为山高地广，人烟稀少，长久生活在这种环境中，说话声音宏亮，性格诚实直爽。居住在广阔的草原上的牧民，因为草原茫茫，交通不便，气候恶劣，风沙很大，所以，他们常常骑马奔驰，尽情舒展自己，性格变得豪放直爽，热情好客。

浅说热带气旋的家族

热带气旋，包括热带低压、热带风暴、强热带风暴以及台风或飓风。它是发生在热带海洋上庞大的暖心气旋性空气涡旋，它一面强烈地旋转，一面在海上向前移动或登上陆地，引起狂风、暴雨、巨浪及风暴潮等灾害性天气。台风或飓风是最强一级的热带气旋，是热带气旋中的“大哥大”。
热带气旋的风力以近中心处最大。中心附近平均最大风力，热带低压为6-8级，热带风暴为8-9级，强热带风暴为10-11级，台风或飓风中心附近最大风力在12级或12级以上。
热带气旋在不同地区又有不同的习惯名称。发生在孟加拉湾和阿拉伯海的，称为气旋性风暴；靠近菲律宾的，叫做“巴加峨斯”或“碧瑶风”；出现在南印度洋和澳大利亚北部沿岸洋面上的，称为“威力威力”，意思是诡计多端、狡猾可怕，重复“威力”，告诉人们要加倍警惕；发生在马达加斯加东部印度洋海面上的，称为“毛里求斯”。
对于风力在12级或12级以上的热带气旋，国际规定统称台风或飓风。台风，原指发生在西北太平洋和中国南海的强热带气旋。台风原是福州方言“大风”的发音，阿拉伯语意为“滴溜溜地转动”。飓风，通常适用于东北太平洋和大西洋。在玛雅神话中，“飓风”是仅有一条腿的风暴之神。墨西哥至哥斯达黎加沿岸的东北太平洋上的飓风，又叫“可尔多纳左风”；在西印度洋群岛一带，春分和秋分前后影响该地的飓风，被称作“二分点风暴”。中国早期也曾将台风称为“飓风”，南朝刘宋时期沈怀远在《南越志》中记载：“熙安多飓风，飓者，四方之风也；一曰惧风，言怖惧也，常以六七月兴。”
无论从范围、威力还是对人类影响等方面，台风都是最强大的热带气旋，是热带气旋家族中的“大哥大”。旋转半径一般在50-500千米，高度从海面直达平流层底部。中心气压很低，。近中心最大风速在33米/秒以上。
台风通常生成在水温为26℃—27℃的广阔的热带暖洋面上。在那里，海面温度高，空气中水汽含量大，空气对流上升过程中不断释放热量，在地球自转偏向力的作用下，逐渐形成旋转的暖心气柱，最终发展成台风。在赤道南北纬5°之间，海水温度虽高，但地球自转偏向力极小或为零，台风无法形成；东南太平洋东部及南大西洋，由于水温较低等原因，至今也未发现台风。
全球海洋每年平均出现台风约45个，集中发生在西北太平洋、孟加拉湾、东北太平洋、西北大西洋、阿拉伯海、南印度洋、西南太平洋和澳大利亚西北海域等8个海区，其中，以西北太平洋最多，平均每年出现18.5个。这18.5个台风相对集中在南海中、北部海面，菲律宾以东和琉球群岛附近洋面，马里亚纳群岛附近洋面和马绍尔群岛附近洋面。
西北太平洋台风对中国沿海地区影响很大，平均每年登陆的台风有3个，另有登陆的热带风暴和强热带风暴4.9个。

气候与虫害

地球上一切生物的生长、繁衍以至死亡，都与气候条件有着密切的关系，作物虫害也不例外。当一个地方的温、湿、光照等条件适宜时，某些虫害发展繁殖就快，否则便会受到抑制。
棉蚜在干旱少雨、平均气温在18—23℃时适宜繁殖，当平均气温达28℃以上则大多数死亡。在华北地区5、6月间干旱少雨，棉蚜虫害易大量发生，7、8月多雨、湿度大，则棉蚜减少。这种虫害主要吸取棉叶组织内的汁液。其危害使叶片轻则变黄，重则卷缩以至枯萎，阻碍棉株发育、延迟成熟期，直接影响棉花产量和品质。
棉铃虫除危害棉花外，还危害玉米、豌豆、烟草、蕃茄、马铃薯、大豆、瓜类及苹果、梨、桃等果类。其发生代数常因地而异，在华北每年发生两代，在江、浙等省每年可发生4—5代。当候平均气温在25—30℃时，适宜其产卵活动，降雨多，相对湿度大又有利于幼虫成活。但棉铃虫在化蛹期间，土壤湿度过大，处于饱和状态时则会使其大量死亡，这种情况维持时间愈长其死亡率愈高。
红蜘蛛，也称叶螨，不仅是我国南北棉区的主要虫害，而且还危害茄科植物、瓜类、果树、玉米等许多种植物。当候平均气温在18—23℃、相对湿度在70％以下时，它繁殖最快，若逢干旱少雨年份，则红蜘蛛特别多，尤其是沙质土壤地区危害更严重。如果月降水量大于0毫米、相对湿度大于70％，其存活率就会明显降低。
旱涝不均是我国气候的特点。所以，应了解各种虫害发生发展的气候条件，掌握气候变化规律、及时预防和除治。
在防治方法上使用化学药物，不仅成本高，还易使害虫产生抗药性；而采取不需投资的农业措施既简便易行，又有明显效果。如锄、浇、耕。杂草是棉蚜等虫害生长繁殖的温床。所以对田间地头的杂草也应及时锄镑；在6—8月少雨干旱时应浇水灌溉，浇水可使地下的虫蛹窒息而死；同时，降低地温抑制和破坏其生长繁殖;秋季深耕深翻，可把地下虫蛹暴露于地表，使其在冬季，受冻死亡。

解析气候变化之谜

去年2月16日，旨在遏制二氧化碳和其他温室气体增加导致全球变暖的《京都议定书》正式生效。全球55个工业化国家决定采取措施保护环境。然而，美国却与澳大利亚、列支敦士登和摩纳哥一起拒绝签署协定。正如布什总统所解释的那样：人类燃烧化石燃料导致全球变暖的论点是否正确还需要“更多的证据”。这种怀疑态度普遍存在，还有少数市民和背弃科学的科学家则完全否认这一论点。
最近出版的3本关于气候变化的书尝试在公众和主流科学之间进行沟通。3位作者向人们发出了警告：如果不改变我们的生活方式，地球生命可能会终结。
《一场大灾难的野外记录》 ElizabethKolbert是一位杂志记者，从其最新的《一场大灾难的野外记录》一书中可知，她的观点与对全球变暖影响因素的科学认识几乎是一致的。她的这本书来自实地报告，搜寻了大量有关气候变化重要和明显的证据。Kolbert说，人类对正在变化的气候负有重要责任，这些事实是毋庸置疑的。她引用了加利福尼亚大学的一项研究：对1993-2003年发表在专业期刊上关于气候变化的900多篇文章的分析表明，“没有一篇文章对人类正在使气候变暖有争议”。虽然气候变化是个复杂的课题，但是她能熟练地把握主题，奉献给读者一本具有大量案例和敏锐引证的好读物。
在阿拉斯加州费尔班克斯和更远的北部，Kolbert跟冻土专家一起度过了一段时间。专家给她看那些充当温室气体“储藏器”的多年冻土正在融化,并担忧地说：“随着气候变暖，这些温室气体很容易被释放出来进入大气，从而进一步使全球变暖。”关于北极海冰，她在书中报告称“据粗略估计海冰已经缩减了2.5亿英亩”。Kolbert还考察了格陵兰冰盖，认为如果冰盖融化，将有足够的水使全球海平面升高23英尺。
《天气的制造者》 ElizabethKolbert强调客观科学与政治利益之间的隔阂，而TimFlannery在其《天气的制造者》一书中相当大地拓宽了“天气制造者”的范围。 Flannery强调的是硬科学，事实上他是一个科学家而不是一个科学记者，作为南澳州博物馆的馆长，毫无疑问是一个非常特别的科学家。当Flannery描述澳大利亚大堡礁在如何经历着“灭绝性的脱落”或冰盖融化如何驱使北极熊进入它们最后的避难所时，读者感觉自己像记者一样，在亲身经历这些现象，对其感受远胜于新闻报道。在《天气的制造者》这本书中，作者充满激情地解释了人类对气候变化的影响，呼吁人类必须开始行动。他在书中引人入胜的论述，吸引读者沿着他的3条主要线索读下去：
首先，读者跟随Flannery慢慢觉醒似地进入到全球变暖的危险情景中。追溯到1981年，那时他发现新几内亚的AlbertEdward山上森林在向高山草地侵袭，他猜想这可能是气温在升高的表现，但没有去细究这个问题。像我们大多数人一样，他曾对上世纪80年代后期气候变暖的警告持怀疑态度。直到2001年，随着全球变暖的科学呼声越来越高，他才回想起在1981年观察到的现象，认为必须要学更多的东西。从那时起，他通过对地球气候之谜的讨论和亲自拜访世界各地的气候专家开始了自己的气候之旅。
第二个故事是关于地球或被Flan鄄nery称之为盖亚（Gaia）的故事，这是JamesLovelock以古希腊神话中的地球女神“盖亚”命名的理论，认为地球是一个生物学意义上的有机整体，生物、大气、海洋和地质系统是相互联系的，它的物质环境是作为整体的、相互关联的系统而进化的，从这个系统中产生的气候和化学成分稳定且能自我调节，并使这个有机整体维持在适合现有生物生存的状态。书中向读者展示了地球气候的巨大变化，并通过对气候变化原因的深入分析，推翻了怀疑论者的辩解：过去的气候变化无助于我们搞清人类活动对目前气候变化的作用。我们沿着Flannery的旅行，进入到重要的和特殊的生态系统，看到由于人类对气候系统的干预，生命系统的脆弱网络正在变得支离破碎。
第三个故事向读者展示了两个相反的未来。第一种情况，如果我们现在不采取行动，那么地球的气候就会到达一个转折点，从而导致不可逆转的灾难性后果。第二种情况，如果我们号召国际社会，其中包括美国和澳大利亚等国家，共同采取行动，我们就会有另外一个完全不同的未来。
这本书的标题是指天气的控制者或是制造者，盖亚是以前的天气制造者，但现在它的权利却被人类篡夺。在Flannery的乐观结论中，人类摆脱了自身对化石燃料的依赖，盖亚再次控制了地球气候。
《变化的风》 气候变化是把我们和我们的祖先区别开的驱动力，就如EugeneLinden在《变化的风》一书里所争论的那样。Linden的主要观点是气候变化一直没有得到重视，但它时常是历史变化的推动力量。
Linden从事环境方面的写作已经20年了，尽管科学上对气候变暖的原因及其将引起的后果已经达成了共识，但美国政治家仍不敢面对这一切，Linden对此感到愤怒。同时，他对公众没有给政治家施加压力感到失望。他抨击道，对必然发生的事情接受如此缓慢的人，其根深蒂固的缘由是因为这样一个事实“我们的繁荣归因于我们的好运……滋生在一个最适宜的气候时期”———但是，如果过去的气候周期预示着将来的气候状况，那么由于文化和政治结果，一切都将快速结束。Linden的报告风格独特、信息准确，因而更具说服力。Linden关于历史气候变化的科学理论介绍，将唤起读者关注全球变暖对现代文明的意义，作者充满激情的警告有助于人们理解即将到来的大灾难。但如果我们现在行动，我们就能够用已经获得的知识和力量来预防那些在过去文明社会发生过的气候灾难。
全球变暖是一个复杂的科学难题，这3本书有助于我们了解全球性的灾难后果。全球变暖也是一个复杂的政治难题，而且已经没有太多的时间去思考如何行动。一些权威科学家提出警告，我们可能只有20年的时间来扭转灾难性的气候变化，如果超过了“临界点”，一切就太晚了。但是到目前为止，这些警告并没有引起足够的重视，也没有带来有意义的行动。

云为何能浮在天空

爬过高山的人们都会有印象，即人站在山下往上看，山腰处白云缭绕；当爬到半山腰时，却不见白云，只见迷雾茫茫；再往往上爬，便是另一番景色，天空阳光四射，只见眼前一片云海，这种现象就告诉人们，云和雾实质上是一样的，只是所处的高度不同而已。
天空中的云有高有低，高的有1万多米，低的只有几十米，甚至跟地面上的雾连成一片。形成云的主要原因，是潮湿空气的上升运动。空气经常由于热力作用、锋面作用或者地形的作用，产生上升运动，由于高处的大气压力比低处小，空气在上升的过程中，就逐渐膨胀，空气的体积膨胀是要消耗热量的，而这种热量是取自上升空气的内部，从而降低了它本身的温度。一旦上升空气的温度降到与其露点温度相同时，就会有一部分水汽附着在烟尘微粒上凝结成小水滴。如果凝结高度上的温度在0以下，水滴就冻结成冰晶。这些水滴或者小冰晶的体积非常小，它们的横断面直径通常只有千分之几到百分之几厘米，统称为云滴。云滴的体积虽然微小，但它的密度却比空气大800倍，按理在地球引力的作用下，它们应该落到地面上来，为什么人们所看到的云总是浮在空中呢?
这是因为，一方面空气对云滴有向上的浮力作用，另一方面云滴下落时还受到空气的阻力。这种阻力的大小与云滴大小成正比，与下落的速度成正比。如果云滴开始下落，浮力和阻力就起到阻挡作用。当这两个力的合力与云滴受的重力相等时，它就以不变的速度下落。但是这个下落速度很小，每小时不足2米。同时云滴在下落过程中，因压缩而增温，使云滴由于蒸发又重新变成了水汽。所以，人们从地面看上去，云总是悬浮在天空中的。