水文气象古代发展

《周礼》卷六冬官考工记载 " 水有时以凝，有时以泽，此天时也。 " 即是说水的旱与涝是随同气候的变化而转变的。《礼记月令》里记载， " 季春之月，令司空日：时而将降，下水将腾，循行国邑，周视原野，修利堤防，道达沟读 ……" 就是以气候经验推定了降雨的季节，预计下游河流水位将上涨，从而加以防范。

在苏联，水文与气象的发展一直是密切联系互相促进的，苏联气候学和气象学的创始人之一 A.N. 沃叶意柯夫，同时也被称为是苏联的第一位水文学家。 1884 年他在他的名著 " 世界气候与俄国气候 " 一书中，首次提出了 " 河川是气候的产物 " 这一科学论断，他指出，河道是水流冲出来的，而水流是降水所供给的，所以研究水文学，必须首先研究作为水文要素且是气象要素之一的降水现象。

水象与气象相联系的媒介是降水与蒸发， 1911 年苏联水文学家 Э.M. 奥里杰柯普在他的 " 河川流域表面蒸发 " 一书中，进一步发展和改进了 A.N. 沃叶意柯夫关于河川含水量与气候之间的关系的原理，他在研究了西欧地区 50 处河川流域的年平均雨量与年平均蒸发量的资料之后指出，不使用径流的直接观测资料，而只根据降水量及其它气象要素资料，计算各种不同流域的蒸发量和径流量是有可能的。

1917 年美国学者梅宥也使用气象资料辅助测流资料来推算河流的年径流量。

西欧国家在气象与河流的关系问题上，经历了一个漫长的认识过程。

古希腊的学者荷马 · 柏拉图和亚里斯多德等主观上觉得天上降下的雨雪终不会足够地供应河里不断流淌着的水流，因而制造出一些玄妙的假设，说地下水是从通海的地道里潜回大陆后涌出地面的，说这种潜流的海水会过滤成为清水的河流等。

伟大的现实主义者达 · 芬奇 (1452 一1519 年) 在米兰运河工作中，他注视着水流的来源和去向，从实践中认识了水分循环的真理。法国人潘劳（1608 一1680 年）曾测量和记载了三年的降雨量，并估计了森河流域面积和年径流量，从而算出每年雨雪总量为年径流量的两倍。马立台 (1620 一 1684 年 ) 用浮标法测验森河在巴黎的流速，从而证实了潘劳的年流量估计，这些实验是雨量足以供应径流量而有余这一客观规律的第一次具体证明。

无论是在苏联还是在欧美国家，水文学是在十九世纪末和甘世纪初期才逐渐形成一间独立的学科的。

大规模兴建水利工程是水文学发展的根本动力。欧美国家水文学最著名的早期著作，例如 1850 年英国蒲莫尔的 " 水文学手册 ",1919 年德国普林池的 " 水文学手册 ",1904 年英国米特的 " 水文学要义 " 和 1919 年的 " 水文学 ",1917 年梅宥的 " 水文学原理 " 等，都是工程师们写的。

实例

1926 年，苏联社会主义工业化开始的时候，宏伟的工业建设和水利建设对水文学在径流计算方面提出了紧迫要求。当时 Ⅱ.H. 柯切林在苏联电力工业总局工作，负责审核水利工程设计书，他敏锐地感觉到径流资料的不足。必须首先进行现有资料的归纳工作，才能填补水文工作与水利工程需求之间的严重脱节现象。于是他根据 30 处水文站的实测径流资料，在 1928 年制成了苏联欧洲部分年平均径流量等值线图。柯氏等值线图的实用意义非常巨大，是苏联第一个和第二个五年计划时期，千百项水利工程设计中的水文数据的唯一来源，柯切林成为了苏联 " 径流水文学 " 的奠基人。

我们国家的水文事业基本上是在解放以后才得到了迅速发展。它是密切地服务于水利工程建设和江河防汛工作，一直是属于水利部门领导和管理，为水利工作作出了巨大的贡献。

水文气象认识历程

人类在和水分循环系统异常所带来的水旱灾害的斗争中，对于水分循环系统的自然规律的认识是在不断深化，不断发展的。

在十九世纪，自然科学的发展主要是用分析的方法把整体分成部分，把系统分成要素，孤立地加以研究，因此，人们的认识往往局限于物质系统的一个局部。系统论的创始人贝塔朗菲说， 19 世纪 " 科学的唯一目的是分析。 "

水文气象近年发展

近几十年来，一方面是学科越分越细，越分越多，一个科学领域往往分为大大小小的许多分支学科，朝着更加专业化的方向发展，另一方面则是各门学科之间互相交错，互相渗透，在高度分化的基础上进行综合，即包括着学科内容的专门化，又包括着学科之间的综合化。在当代自然科学发展中，综合化的趋势更加显著，人们对系统的认识，已经从局部扩展到整体，考虑系统的整体性和系统各要素间的相互作用。

水文学与气象学分化之后，它们在各自不同的领域里研究了水分循环系统的不同环节。而近些年来，包括大气、陆地和海洋的水分循环系统的综合模型的研究受到了普遍重视，越来越得到发展。

早在 1965 年斯马戈林斯基等就进行了有简单水份循环的大气环流的数值试验。这个水份循环包括大尺度运动的水汽的平流，地表的蒸发，降水和为了模拟水分对流过程所作的人工校正，选择了无任何热容量的完全潮湿的地表作为下边界，初始条件为完全干燥和等温的大气。其北半球平均降雨率的计算结果与布德科求得的年平均降雨的估算值相接近。

海洋是水分循环过程中水的贮藏库，海洋和大气，通过热量、水汽和动量的交换和输送而耦合在一起，最初研究海气耦合模式的是真锅 (1969 年 ) 。近十几年来，这方面的研究已经很多。随着卫星技术的提高，以后可以由卫星提供海温、海面应力资料，和由卫星测定海洋区域的降水率和水汽浓度，将会更大地增强模式对于水圈的计算能力和计算精度。

我们对于大气和陆上下垫面之间相互作用的许多方面，及其对区域、全球气候的影响，都还了解不够，有待于有效地模拟。土壤表面上热量和水汽的收支关系是很复杂的。土壤水分特别重要，因为它能贮藏好几个月，从而为地气系统提供一种存储，己有的试验表明，通过大气环流模式所模拟的降水、温度和环流，对土壤湿度非常敏感。初始土壤湿度对环流和降水的影响可长达几周和几个月。雪盖的影响主要是通过反照率，可以反射掉大部分入射辐射，从而影响地表热量平衡。模式试验表明，当撒哈拉沙漠和美洲高原的反照率增加到 0.45 时，那些地区的降水减少 1 一 5 毫米 / 日，即反照率的增加将会使土壤沙漠化。

在研究宏观水分循环系统的同时，也有不少人在研究水分循环的微观过程。例如，把入渗、排水、植物吸水、蒸腾和蒸发这些事件作为发生在一小块单一地面以及其上和其下的局部小尺度过程，进行水分循环中的土壤 -- 植物 -- 大气连续统一的研究，可以为宏观模型的参数化提供物理依据。

最具有综合能力的水分循环系统的模式，必须是能够描述与水分循环系统有关的所有物理变量或参数以及它们复杂的相互作用，这样的模式是近期内无法完成的。但是经过适当简化的综合的水分循环模式却有可能实现。

我们国家在水文与气象的分支学科上，与世界先进水平差距不大，但是水文气象这个边缘学科却是一个十分薄弱的环节。不仅在理论研究上做的不多，而且在应用方面也很落后，如果说，在过去的几十年里，仅仅依靠水文学就可以基本满足水利工作的需要，那么，在国民经济和科学技术发展的新的形势下，传统的方法已经远远不够。

水资源评价决定于气象因子，要弄清一个地方的水资源总量，提高水资源评价的计算精度，必须依靠水文与气象方法的密切结合。

一个地方的旱涝，是一个水利问题，也是一个气象问题。在水文与气象工作中各自进行的旱涝规律分析和长期趋势预报，其研究的对象都是水分循环这同一水文气象系统，所使用的方法也基本类似，完全可以一起协作进行。

在水利工程规划设计中，特别强调经济效益和决策的科学化、民主化。尤其是耗资巨大的大型水利工程其决策过程更为慎重，这就迫使人们不能只停留在使用统计方法给出一个数，而是必须要在气象成因上寻找科学依据对规划设计方案进行气象上的合理性分析，改进水文水利计算结果，使水利工程建筑在更为安全可靠和经济合理的基础上。

由于经济的发展，洪灾损失越来越大。又由于水资源紧缺、能源紧缺等原因。使得国民经济各部门对于水利工程管理工作提出了更高的要求，迫切要求水利工程提高管理水平，充分发挥水利工程的综合效益。过去只强调降低水位保证防洪的水库，必须千方百计去解诀防洪与兴利的矛盾，必须加强水文气象的科学知识和技术方法的应用，必须重视水文气象工作。

江河的防汛工作，过去使用水文预报和利用分蓄洪区，基本上可以防御较大洪水。在防洪形势严重时，也可以采取临时扒口和有计划的分洪来避免大提溃决的灾难局面的发生。可是由于分蓄洪区的人口越来越密集，工农业生产越来越发展，使用分蓄洪区的难度越来越大，扒口分洪的办法更难实施，因此就要更加重视暴雨洪水的预报工作。暴雨洪水的监测、预报和警报系统将是近几年来我们国家水文与气象最有前途的结合点之一。

当代科学的发展的特点是综合问题领先，而不是学科领先，科学技术和生产发展中的重大问题的解决途径，已经不是一个学科的 " 独奏 " ，而是不同学科的 " 合奏 " 。当科学技术发展中最富有前途和取得丰硕成果的领域，大都是具有浓厚的综合研究色彩和学科科际间的综合性质，水文与气象这一对地学中的孪生姐妹，已经到了携起手来共同进行水分循环系统的研究。共同去解决水利工作中重大问题的时候了。

人们都很强调信息，地上水的变化趋势的信息来自于天上。 " 黄河之水天上来" ，自然规律的客观存在以及国民经济和科学技术的发展，将使水文气象这个古老的学科焕发出新的光彩。2100433B

水文气象台，实施海洋水文气象探测和预报，为海军的作战、训练和日常活动提供水文气象保障的勤务分队。规模较小者称为水文气象站，隶属于海军舰队和海军基地。其任务是：对海洋水文气象进行不间断的探测，为海军及时提供定期的或临时的、全面的或某一海洋区域的水文气象预报;监视海洋危险气象并及早发布警报;汇集、整理海洋水文气象资料。 2100433B

所有台站可分成两种范畴：（1）观测台站（2）服务站。

观测网是基本台站网，它的设置是要以最少数台站来保持在全部领域上的水文气象情况的研究和说明的。

研究气象要素在空间上及时间的分布，结果指出，要素中一部分，例如气温、气压、风速及风向，一地点至另一地点的变化，比之降水，能见度及其他某些视地方情况而定的天气现象要小得多。

所以，除去按全部项目而进行观测的台站外，为了研究地方性的特征，例如降水、积云层、雷雨、雾频率等各项分布方面，就需要组织附加的观测地点。这些仅进行某些个别要素观测的地点名为观测哨。

除了观测网外，如上所述，还有服务的台站网。它有供应给有关机关关于目前天气的情报，危险的水文气象现象，例如风暴、洪水等等的预报以及警报任务。这些服务的责任可包括在而且又常常包括在观测台工作的项目内，正如服务台站执行分配给水文气象观测台站的工作一样。

水文气象站是气象台站网组成部分，是进行气象和水文观测的气象站。多设在江河湖岸边。主要任务观测并积累水文和气象资料（如降水量、蒸发量、风况、江河水的流速、水位等），在旱涝灾害的预防，筑堤、固岸、防决、泄污等工程的规划设计中，这些观测资料都有重要价值。