[科普中国]-气候记录

概念

气候记录是指自然界对气候变化进行相应的记录和改变以及人类针对气候变化做出一系列的历史文献和气候资料。1

内容气候诊断研究的重要任务，就是利用各种手段和工具，对气候及其变化进行诊断，得出一个关于气候变化过程的较完整的概念，弄清气候变化的基本规律和物理机理。为气候长期预报提供可靠的信息和物理依据。要了解近百年来气候趋势的重要意义，需要以我们对冰期后气候记录的知识为背景去考察。可靠的资料是根据考古证据、用沼泽泥炭中保存的花粉进行植被历史分析、树木年轮气候学等方法取得的。对于近期的资料，则可取之于文献记录。虽然这些资料难以提供精确的定量数据，不过一般图式仍然是清晰的。2

地球自涎生后，气候也一直处于变迁状态，冰川的发育、形成和变化，是随地球的气候波动而变化的。为此，冰川是古气候的重要信息库，是气候变化的记录器。地球上仪器观测的气候记录，最长不过二三百年。古气候变化资料，是研究未来气候的基础。一方面，可为未来气候和环境变化提供预测依据；另一方面，也可解释为当今气候环境变化的原因提供有效的科学思路。然而，有记录的气候资料包括两类：一类是历史资料。如考古挖掘文物、历史文献等；另一类是各种天然气候记录，包括树木年轮、地层中的生物化石，植物孢粉、各类沉积物的特征以及各种自然地理因素变迁的痕迹等 这些天然气候记录有连续的，也有间断的，其适用的地理范围、研究的时期及在气候上的意义也都不相同。时期约早，古气候记录越少。树木年轮由于其定年精确，分辨率高，与记录气象数据良好兼容，分布广泛等优势，成为代用指标信息的最佳来源之一。1

环境变化、气候变化与自然灾害的研究一直受到学术界的普遍关注。气候变化历史悠久，几千年来人们在同自然灾害进行斗争的过程中积累了丰富的经验，留下的关于自然灾害与环境演变的记载丰富、翔实、形式多样，成为国际科学界高度赞誉的科学历史遗产。历史气候记载有着记录时间准确、气候变化信息详细等诸多优点，而且在长期的研究中，人们己总结出利用历史气候记录研究气候变化的有效方法，历史气候记录己成为延长器测资料，从较长时段审视气候变化不可多得的珍贵数据，因而利用历史气候记录研究旱涝灾害业已引起国际学术界的高度重视。3

审查与订正统计气候记录的目的就是要比较不同地区的气候特征，研究气候要素的时空变化规律。因此，在统计这些观测记录序列之前，必须首先检查资料是否可靠是否均匀，所谓均匀(或称均一)的观测序列，就是这个记录序列逐年的变化仅受气候条件的影响，并不受仪器的更换、测站位置的变迁、观测规程的改变必及观测员的主观偏见等因素影响。所谓可靠的观测序列，就是记录的精度和准确性达到一定的要求。

气候资料的质量审查主要依据气候学原理和统计气候知识。在资料审查后，必须对记录序列中的个别缺、错记录加以适当订正，这种订正又称为资料的插补。由于非气候因素造成的记录不均匀性，也必须以适当的方法加以纠正，对于观测记录长度不一致的一些台站，为了比较各个台站的统计特征值(如平均数、方差)，观测记录时期必须大体一致。因此，假如观测序列太短，就需将其记录订正到长年时期，通常称这种资料订正为资料的延长。此外，近些年来，由于局地气候资源的开发利用，需要对无台站地区所累积的大量短期考察气候资料进行一些统计处理，将这些有限的短期考察记录订正延长为长年气候记录。

关于气候资料的订正问题，近十多年来又有新的发展。一方面，由于气候变化严重影响世界经济和人类社会，迫使国际上对于气候变化观测事实研究愈加重视，因而特别强调气候历史资料的整理和恢复。采用统计学方法订正单个测站的气候资料，不但借助于多元统计的复杂方法，还可将气候资料订正的思想推广至气候场序列的订正或整个统计分布的订正。在这方面已有不少学者作过有益的尝试，取得良好的效果。此外，有不少学者在大范围气候场订正问题上作过一定的研究。另一方面，自从Gandin在六十年代初提出气象台站网合理布局问题以来，这一长期受到人们忽视的问题，在70年代中重新得到应有的重视。随着人们对气象观测事实和理论模式研究的深人如何设计合理的站网以便减少气象场信息损失同时又符合经济原则，已经成为统计气候研究的又一重要课题。

气候记录的审查和订正既是气候统计方法的灵活运用，又是统计气候研究的基础性工作。从统计方法的观点来看，它不但涉及单一变量而且涉及多变量统计，因而具有较强的综合性。4