来源:中国气象报社 发布时间:1992-12-28 |
当代任何一门学科的发展都离不开其他学科的支持,它不仅必须应用其他学科的新理论,新成果,而且还必须把本学科与其他学科结合起来,进行综合研究。19世纪以前,一切人与自然关系的研究都被列为地理学的范畴。进入20世纪以后,科学分工越来越细,大气科学迅速发展起来,成为一门独立的学科。与此同时,地质学、生物学、海洋学、地貌学等许多学科也相继独立。固然可使人们对个别自然和人文现象研究得比较深入,然而也使各学科间相互依存的总体关系被忽视,因而大气科学也和其他学科一样,遇到了一些本学科无法解决的难题。当各个分支学科发展到一定程度时,又不得不回过头来,从总体上研究各学科间的相互关系。我国杰出的科学家钱学森同志多次提倡建立和发展以地球表层为整体进行综合研究的地球表层学。
地球表层学并不是大气学、海洋学、地质学、生物学的简单组合,它所研究的是大气圈、水圈、生物圈、岩石圈之间相互作用的整体关系,研究它们之间的能量和物质的交换。而这些研究正是过去经典的地球科学及其分支学科所忽略的。例如,传统的气候学和地震学各自研究旱涝和地震发生的规律及产生的原因。在各自研究过程中,大气科学工作者往往对地质学关注得不够,而地质科学工作者也不太注意大气科学。统计结果表明,旱涝与地震、火山之间却存在较好的统计关系。进一步研究还发现,整个地球表层各圈层运动变化与各种不同尺度的周期也显示出较好的一致性。各圈层不同性质的自然灾害具有同时发生或相继发生的群发特征。所有这些,并不是巧合,而是地球表层这个复杂的“巨系统”整体变化的各种不同表现。当这个“巨系统”中某一子系统发生突变时,导致整个地球表层发生“自组织现象”,该系统内各子系统都发生深刻的变革,形成“群发性地球异常事件”。近几年,许多海洋和气象学家,对海——气间相互作用进行了广泛地研究,水圈、大气圈、生物圈之间的相互作用已为世人公认。岩石圈与其他圈层间的关系现在也已开始引起人们的关注。厄尼诺事件形成机制的研究表明厄尼诺事件是地球表层整体变化的结果,是四大圈层相互作用的典型事例。研究表明,由于地转角速度发生准周期减慢,地球岩石圈重力场和应力场产生相应的力学效应,引起东太平洋海底火山溢流和海底热液喷发。与此同时,大陆火山和全球地震活动也相应活跃。东太平洋海底火山溢流产生的巨热使局部海温升高,可引发厄尼诺事件。厄尼诺事件的爆发,使大气环流发生异常变化,全球雨带和气温分布发生变异,生态环境改变,某些生物群体衰落。这一系列的变化彼此间存在着有机的内在联系。有位海洋学家说:随着对厄尼诺事件的深入研究乃至最终揭示其形成机制,不仅为大气科学与全球地质科学的“联姻”起到纽带作用,对地球表层学研究有积极意义。近几年,各国学者都在对“厄尼诺之谜”进行探索,要在这场国际性竞争中取胜,必须以整体观察复杂问题的优势,积极开展天地生的高层次综合研究,我国学者定会作出应有的贡献。(来源于1992年12月28日《中国气象报》 作者:刘厚赞)