幾千年前就已經(jīng)記錄了大氣現(xiàn)象。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展氣象物理學(xué)家,氣象觀測(cè)儀器的發(fā)明,探測(cè)方法、通訊設(shè)備和計(jì)算工具的發(fā)展,以及人類對(duì)大氣現(xiàn)象探索的擴(kuò)大和深入,逐漸發(fā)展成為科學(xué)氣象學(xué)。 20世紀(jì)以來(lái),現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新成果廣泛應(yīng)用于氣象科學(xué)領(lǐng)域,使氣象科學(xué)進(jìn)入了新時(shí)代。 例如,電子技術(shù)的引入,使大氣探測(cè)更加自動(dòng)化、遙感化、系統(tǒng)化; 天氣雷達(dá)的出現(xiàn)使氣象學(xué)家能夠監(jiān)測(cè)和跟蹤強(qiáng)風(fēng)暴的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展; 電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使數(shù)值預(yù)報(bào)成為現(xiàn)實(shí),使天氣預(yù)報(bào)變得更加客觀和定量; 氣象衛(wèi)星的應(yīng)用填補(bǔ)了沙漠、高原、海洋等地區(qū)的氣象數(shù)據(jù); 航天技術(shù)的發(fā)展,將大氣的研究拓展到了外太空,人類可以從外太空俯瞰地球大氣層等。當(dāng)前,隨著信息科學(xué)的發(fā)展,世界正面臨著以微電子技術(shù)為代表的新的技術(shù)革命,新材料、新能源和海洋技術(shù),必將推動(dòng)氣象科學(xué)的快速發(fā)展。
水文地理學(xué)是研究地球表面各種水體的性質(zhì)、形態(tài)特征、變化和時(shí)程分布以及區(qū)域分異規(guī)律的學(xué)科。 它是地理學(xué)和水文學(xué)的一個(gè)分支。
各國(guó)學(xué)者對(duì)水文地理的含義有著不同的理解。 有些強(qiáng)調(diào)水體形態(tài)和性質(zhì)的區(qū)域描述和測(cè)量制圖; 另一些則強(qiáng)調(diào)水體與特定區(qū)域自然地理?xiàng)l件之間的聯(lián)系和相互作用。 20世紀(jì)70年代末、80年代初,有學(xué)者提出了地理學(xué)—水文學(xué)這一術(shù)語(yǔ),明確提出要運(yùn)用地理學(xué)的原理、視角和方法,全面、系統(tǒng)地研究水文現(xiàn)象的一般規(guī)律。
現(xiàn)代水文地理學(xué)包括地圖和記錄的研究,但其內(nèi)容更加廣泛和深入。 在水文地理學(xué)的具體研究?jī)?nèi)容中,有時(shí)僅限于描述某一區(qū)域或某一特定水體。 例如,分析一個(gè)區(qū)域或特定水體的水文特征,建立水體特征與周圍環(huán)境的關(guān)系,就屬于區(qū)域地理學(xué)的內(nèi)容。 有人認(rèn)為這是水文地理學(xué)。 但總體而言,區(qū)域水文學(xué)是水文地理學(xué)研究的重要內(nèi)容之一,區(qū)域水文學(xué)是水文地理學(xué)的一個(gè)重要分支。
17世紀(jì)之前,水文地理學(xué)的內(nèi)容主要是描述各種水體; 此后,區(qū)域水文定量描述迅速發(fā)展; 第二次世界大戰(zhàn)后,該學(xué)科轉(zhuǎn)向注重區(qū)域開(kāi)發(fā)利用的綜合研究。
比斯瓦斯認(rèn)為,公元前3000年之前,人們對(duì)水文現(xiàn)象已有了初步認(rèn)識(shí)。 16世紀(jì),水文地理一詞出現(xiàn)在歐洲,也用來(lái)指水道測(cè)深。 英國(guó)、法國(guó)、荷蘭和俄羅斯在海軍和航運(yùn)部門設(shè)立了專門機(jī)構(gòu),進(jìn)行河流和海洋的水深測(cè)量和測(cè)繪。 20世紀(jì)50年代初,蘇聯(lián)學(xué)者達(dá)維多夫和扎伊科夫出版了專著《蘇聯(lián)水文地理》和《蘇聯(lián)水文地理概論》,詳細(xì)論述了蘇聯(lián)及其主要河流的水文特征。 1964年,德意志聯(lián)邦共和國(guó)凱勒出版了《水陸水平衡——水文地理學(xué)概論》。
可見(jiàn),達(dá)維多夫等人著作中研究的領(lǐng)域非常具體,屬于區(qū)域研究的范疇; 凱勒的書(shū)意義抽象,注重學(xué)科研究。 1964年,美國(guó)學(xué)者周文德在其主編的《應(yīng)用水文學(xué)手冊(cè)》一書(shū)中將水文地理學(xué)定義為討論地球表面所有水體的物理性質(zhì)和狀況的學(xué)科。 他還特別指出,水文地理應(yīng)用于航運(yùn)目的。 開(kāi)展水系測(cè)繪,包括內(nèi)河和海洋航道測(cè)繪。
中國(guó)對(duì)水文現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)可以追溯到公元前2200年大禹治水的傳奇時(shí)期。 公元前七世紀(jì),管仲根據(jù)水流特點(diǎn),對(duì)河流進(jìn)行分類,修筑渠道,引水至河流下游的高地,灌溉農(nóng)田。 這是中國(guó)古代典型的水文地理研究。 水循環(huán)的思想最早記載于公元前四世紀(jì)成書(shū)的《黃帝內(nèi)經(jīng)素問(wèn)》。 后來(lái)戰(zhàn)國(guó)后期的《呂氏春秋》、東漢王充的《論衡順鼓》等書(shū)中也有記載。 北魏畢道元所著的《水經(jīng)注》是中國(guó)古代水文地理研究的杰作。
我國(guó)現(xiàn)代水文地理學(xué)在1950年后逐漸發(fā)展壯大。1958年,中國(guó)科學(xué)院地理研究所水文研究室成立。 隨后,成立了冰川、湖泊、沼澤、河口、海洋等水體或水域的專門研究機(jī)構(gòu),開(kāi)展部門水文地理研究。 當(dāng)時(shí),水文地理學(xué)和區(qū)域水文學(xué)是同等對(duì)待的。
早期的水文地理學(xué)主要致力于描述和繪制地表各類水體及其區(qū)域自然條件。 近代,由于數(shù)學(xué)技術(shù)在研究中的滲透,除了定性描述之外,還出現(xiàn)了定量計(jì)算描述。 各類地表水系統(tǒng)一般是指地理學(xué)中研究的地球表面的各種水域,如與地表水關(guān)系密切的河流、湖泊、冰雪、淺層地下水和海洋等。
從全球范圍來(lái)看,水文地理學(xué)的研究對(duì)象分為陸地水和海洋兩個(gè)方面。 陸地水文學(xué)是研究陸地上各種水體及其在特定區(qū)域的綜合特征,如位置、自然地理?xiàng)l件、規(guī)模、水情、空間和區(qū)域規(guī)律,以及人類活動(dòng)對(duì)水文情勢(shì)或水文的影響。影響。 海洋水文地理學(xué)從事海洋水文氣象條件、海洋劃分描述、世界海洋大地測(cè)量、海底地形動(dòng)力學(xué)、河口海岸土壤特性等研究。
水文地理學(xué)可以同時(shí)使用水文學(xué)和地理學(xué)方法來(lái)研究,但通常強(qiáng)調(diào)后者。 傳統(tǒng)的手段是水文地理測(cè)量和測(cè)繪。 如今,遙感手段包括衛(wèi)星遙感和航空遙感,開(kāi)始應(yīng)用于河流、冰川雪、湖泊、土壤水、海洋和水環(huán)境狀況的水文地理調(diào)查。
數(shù)學(xué)方法逐漸被引入水文地理研究中。 例如,可以利用主成分分析、模糊數(shù)學(xué)和灰色系統(tǒng)方法進(jìn)行水文地理分類和劃分; 時(shí)間序列分析用于水文地理動(dòng)力學(xué); 多元回歸用于水文地理研究中的因果關(guān)系。 分析與現(xiàn)象預(yù)測(cè); 運(yùn)用系統(tǒng)論、控制論和信息論來(lái)研究水文地理學(xué)與自然地理學(xué)、人文地理學(xué)其他分支的聯(lián)系,以及與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的橫向結(jié)合。
水文地理研究數(shù)據(jù)除了取自水記錄或水文年鑒外,還利用不同地理?xiàng)l件下的水文實(shí)驗(yàn)站的數(shù)據(jù)來(lái)研究水文分區(qū)或分布格局。 目前,利用水文實(shí)驗(yàn)方法和定站觀測(cè)測(cè)試方法強(qiáng)化水文地理規(guī)律性的研究已廣泛開(kāi)展。
綜合水文地理方法主要綜合氣候、地質(zhì)、地貌、土壤、植被等自然地理要素,對(duì)水文地理現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析。 這種分析以地理系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)氣象物理學(xué)家,是一種新的研究工作方式。
水文地理學(xué)是地理學(xué)和水文學(xué)相結(jié)合的一門學(xué)科。 從地理學(xué)的角度來(lái)看,水是自然地理學(xué)的基本要素之一,各種水體本身就是地理環(huán)境的基本單位。 水文地理學(xué)的研究與地理學(xué)中的其他學(xué)科,如氣候?qū)W、地貌學(xué)、土壤地理學(xué)、植物地理學(xué)等密切聯(lián)系,形成水文氣候?qū)W、河流學(xué)、水流地貌學(xué)、土壤水文學(xué)、森林水文學(xué)等分支學(xué)科。
特定區(qū)域的水文地理學(xué)或區(qū)域水文學(xué)研究可以屬于區(qū)域地理學(xué)的研究范疇; 海洋水文地理學(xué)側(cè)重于海洋水體形態(tài)和水深的分布描述和制圖,不涉及生物、礦產(chǎn)等資源的研究; 大陸與大洋交界處河口水文研究是陸地與海洋水文地理研究相結(jié)合的一門學(xué)科。
地表水的物理性質(zhì)、水量的時(shí)空分布、陸地和海水體的描繪與制圖是水文地理學(xué)的傳統(tǒng)研究?jī)?nèi)容。 地理科學(xué)與水文科學(xué)的交叉拓展,導(dǎo)致了水文地理研究?jī)?nèi)容的拓展和概念的創(chuàng)新:過(guò)去對(duì)水體的看法多局限于自然方面,而現(xiàn)代則更加注重水體的研究。資源。 對(duì)水資源的研究引發(fā)了水文學(xué)的研究,水文學(xué)的研究又促進(jìn)了水文地理學(xué)的研究。 美國(guó)一些大學(xué)地理系的水文課程不使用水文地理學(xué)這一術(shù)語(yǔ),而是稱之為水資源地理學(xué)。
目前,世界各國(guó)的陸地水體均已受到人類活動(dòng)的顯著影響,如工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污水污染水體造成的環(huán)境問(wèn)題,或大面積的水體活動(dòng)造成環(huán)境條件變化而造成的環(huán)境影響。規(guī)模水利設(shè)施(如跨流域調(diào)水工程等)等待。 在研究水體時(shí),這些問(wèn)題是不可避免的。
當(dāng)代水文地理學(xué)面臨資源、環(huán)境等一系列問(wèn)題,不僅擴(kuò)大了區(qū)域研究規(guī)模,而且加強(qiáng)了研究的綜合性。 可以預(yù)見(jiàn),特定區(qū)域內(nèi)的水、環(huán)境和人的關(guān)系研究以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水資源開(kāi)發(fā)利用的綜合水文研究將是未來(lái)水文地理學(xué),特別是我國(guó)水文地理學(xué)的兩項(xiàng)重要任務(wù)。
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