2020年，世界气象日和世界水日共用了同一主题：“气候与水”。因为气候与水密不可分，两者都是可持续发展、气候变化和减少灾害风险等全球目标的核心。人类活动引起的气候变化及厄尔尼诺、拉尼娜等自然发生的气候驱动因素，也都对我们的生命之源——水产生了重大影响。
欢迎走进本期首都科学讲堂的极简科学课，中国气象局公共气象服务中心气象服务首席、二级研究员朱定真将带你从认识大气开始，了解现今气候如何变化；通过解读气候和水的“亲密关系”，告诉我们该如何身体力行，点滴做起，保护地球家园。
主讲嘉宾：
朱定真
中国气象局公共气象服务中心气象服务首席、二级研究员
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第三讲 气候与水：降水决定生态基本格局
早期气象发展实际上在甲骨文上就有记录，“霾”这个词在甲骨文上已经出现了。
很多人可能认为，“霾”是近代的词，这些年因为大气污染了，才有了“霾”。其实“霾”自古有之。扬尘、火山的灰、森林大火……所谓古人叫做“下土”的这种事，就是因为空中的悬浮颗粒物造成能见度下降，这种比较脏的天气古人就叫“霾”。现在所谓这个“霾”的天气，是因为近地层的污染物已经毒化了过去的颗粒物，而对我们身体造成伤害。
1637年，古希腊笛卡尔写出了《气象学》，虽然和现代的《气象学》也有很大的差别。但是，人类已经能渐渐认识到，观天象也好，实践的经验教训也好，空气、水、土、火这些是所谓“四因”，会影响世间万物的这个变化。
我们国家在气象方面研究得更多更早。2000多年前，二十四节气中就有“斗转星移”：把一个回归年划成了二十四等份。其中“反应季节，反应气温，反应降水，反应凝结，反应物候”都跟气象有关。它是指导农耕时代生产、生活的一个指导手册。尤其值得我们自豪的是风的分类，近代大家都在用蒲福风级（Beaufort scale），实际上我们的古人早于西方1000年就已做出来了。
现代的天气预报什么时候有？现在比较主流的意见是天气图出现以后才开始有了现代的天气预报，天气图是什么？1820年是最早出现，但是真正有气象观测网和使用天气图，开始气象服务了，则是因为军事。
1854年，英法联合舰队遭到了强风暴的灭顶之灾，然后开始反思，是不是要把天气现象，把不同地方的数据都搜集过来，看看这个风暴到底从哪来的，怎么回事。一查发现，天气系统是有规律的，是移动性的，可以通过上游就发现它，然后推测影响下游的时间。
气象对计算机整个的领域发展，也起了非常大的贡献。实际上，计算机之父冯•诺依曼首次用计算机做的题目是什么？就是气象。因为气象太复杂了，数据太多了，所以需要计算机来解决，所以一直到现在各个国家最快、最大的计算机一定会用于气象，没有例外。
1950年，冯•诺依曼首次用电子计算机制作以大气动力学为基础的数值天气预报取得成功，从此数值天气预报方法逐步成为天气预报的主要方法。
今年世界气象日的主题是“气候与水”。去年是“太阳、地球和天气”。有人统计过了，说60年来这个主题有八次，就是气象日的主题有八次提到了水，那么就是说这八次提到水意味着什么？意味着气候，天气和水的关系确实非常密切。
那么今年的主题实际上是在强调六个部分，一个要珍惜每一滴水，实际上我们地球是一个缺水的地球，别看海洋70%，我们人类生存、生物生存是淡水，地球上的水只有0.5%是在为人类使用。
还有一个就是冷冻水。冷冻水实际上就是冰冻圈的这些冰，就是冻结在那边的水。刚刚说了，随着气候变暖，它正在融化，正在消失。那么冷冻水实际上它作为这种高原“水塔”，受它的影响有十几亿人，如果它消失了，不光是十几亿人直接受到影响，整个冰极、冰盖的消失，对气候大环流也造成影响。整个气候的环流，是因为热量分布不均匀，如果冰盖没有了，它的受热条件和原来有冰盖的反射条件完全不一样，那这时候大气环流就会紊乱，我们不知道会发生什么。可能现在旱地就变涝地，现在涝地就完全变成干旱的地方。
气候变化对水的影响，实际上从我们上面的这几点上就已经可以找到关联了，这个关联真的就是息息相关。世界气象组织强调，我们要充分利用好每一滴水，保护我们的水源和生态，要节约用水，净化水。
中国为什么强调全球人类命运共同体，一个国家不能独善其身，应对气候变化和保护水资源，只有全球共同行动来做。世界气象日强调这个主题，也是希望督促科学家和各位在学校学习的同学们，你们当中未来的科学家能够关注这样的问题。你们需要在未来用知识能力以及影响力，改善现在跟自然的这种关系。
那么气候变化和水又和我们到底有什么关系？
有些人可能知道，有一个胡焕庸线（即中国地理学家胡焕庸1935年提出的划分我国人口密度的对比线），那么气象上来讲，400毫米的雨量线作为平均雨量线，正好也是这么区分的。雨量线也是一个生态线，它对我们的生态的影响就是这样出现了。
那么我们再看，冰川消融创下记录，这是2019年为节点的话，过去十年发表的。平均海平面升高的速率比2000年的平均更高，这个是我们最担心的。速率加快相当于涨潮，速度加快很棘手。如果全球变暖不控制在1.5摄氏度以内，甚至于要2摄氏度的话会怎么样？珊瑚礁减少70%-90%，甚至于消失。所以为什么科学家都在争论，政府也在采取措施，就是2摄氏度是一个全球目标。但是现在更提倡咱们再少一点，1.5摄氏度行不行，大家要去努力，当然这个努力必须是全球化的。
我们还要防止它对农业和粮食安全的影响。这些大家都可以理解，我们粮食安全肯定跟雨水及蓄水都有关系。而且世界气象组织也说，但水本身对人就非常重要，所以一个人平均来讲要没有水，最多存活3天，当然有人说比这个还长，但是不管怎么说你没了水你活不了几天。那么粮食生产，水资源，而且水资源往往是跨国界的，那会引起外交纷争的。
所以，水是21世纪最珍贵的资源之一。今年的世界气象组织也宣传，我们要细数精测每一滴水，滴滴当珍惜。
第四讲 从我做起：人类活动是气候变暖的主因
既然气候变化对水有影响，而最终又影响我们人类，那我们怎么办？
大家看这个图，上半部显示人类活动，下半部揭露自然原因。科学地讲的话，现在的气候变化或说气候变暖，是人类活动和自然原因的叠加造成的。简单地讲，人类活动至少造成了温室气体的增加或排放。而气候变暖又会影响到水，而水又会反过来影响到我们人类，所以这是一个循环，是一个系统性的，谁也逃脱不了。
但是谈到了人类活动既然造成了影响，我们人类活动是不是应该停止，倒退？回到那个大家坐马车，没有物流，没有汽车，没有冰箱，没有空调的时代呢？显然不可能。畜牧业排放的温室气体占的比重也很高，是不是我们也要不再吃肉？显然也是不现实的。那么我们怎么办？
我觉得我们现在是一定要承担起责任。不管你现在是学生还是科学家，是普通公民还是公务员，都必须承担起找到科学方法的责任。我们一定要去科学地去应对，不能停滞不前。我们要科学应对，用科学创造发明来减少排放，来减缓气候变化，这样才符合科学发展观。希望更多的人能够关注、投入研究这个问题，更多的人做更多的思考，然后用你学习的知识和未来发展出来的新技术来解决气候问题。
节能减排不是空泛讲讲，不是说只有企业、政府去，只有科学家去研究，实际上是我们全社会都要动起来。我们可以节约用水，可以减少水的污染，可以用自己的知识、特长去研究水资源的利用，合理利用，我们可以减少温室气体的排放。再有就是我们一定要停止破坏我们的环境，一定要响应党和国家的号召，绿水青山就是金山银山，不要看眼前的一些利益，只要环境在，环境的循环在，气候资源不被破坏，气候资源的承载力能够保证，那么我们人类就能有序地发展。
我们中国我们一直提倡叫“天人合一”，“天人合一”就是相互尊重，我们要尊重、顺应，保护自然，不要急功近利。再一个要“从我做起”，就一定要科学应对。如果具备了好奇心，好问精神，不怕试错，你就可能建立起一个科学思维。
在云南考古曾发现一个四五亿年前的化石，大家都认为它是一个无头虾，据说还写了很多的论文。
化石样图许多年以后，结果又发现了一个化石，结果发现什么？发现曾经已经写过很多论文的这个无头小虾，结果是一个大动物“奇虾”，前面的那个螯只是它的一小部分。
奇虾化石 南京地质古生物研究所供图
我们的科学家怎么会这么糊涂？不是，这就是科学的态度，就是当我们认知水平在一个范围内的时候，我们要争取有所发现。随着科研水平提高，有可能突破我们原来的想象，发现另一片天地。
我为什么喜欢用这个故事？就是说我们对待科学就是这样一步一步地去深入，一步一步地去走。可能会走弯路，可能会有错误，可能时间也很长，几十年甚至于更长。但是不要怕，科学态度是什么？你要不断地钻进去，要用所有的知识尽量去解读它，也不要怕随着新发现而推翻旧的结果。学生们也要养成好的习惯，除了课堂和课本上给我们的要求学习的知识以外，我们必须对大自然和周边环境，对生活的方方面面遇到的事都要有一个好奇心。例如“空气是空的吗”这个问题看似再简单不过，就是我们实实在在一直能够观察到的这么一个现象。
希望大家从今往后也能养成这个习惯，无论做什么，在什么环境里，都可以针对你学的知识去验证一下，或说发现一些要补的知识，然后带到课堂上去，向老师请教，在读书的时候去认真地思考，而不是说只是记住它，背它，我想这就是一个科学的态度。
所以，我们所谓做科普不是说一次、两次的课，一小时、两小时能够教授多少东西。而是希望在这么一个过程中，利用话题能够传达一个科学思想，引起大家的共鸣。比如说今天我们就希望大家关注气候，关注气候和水的关系，关注水对气候系统里面所产生的这种作用，而引起我们的注意。
如果你想成为上知天文、下知地理的这种人，至少要热爱大自然，喜欢问为什么，掌握科学方法，并且要德、智、体的全面发展，那真的就是有可能努力实现这个方向。最后我还是希望，我们大家爱祖国、爱科学、爱自然。只有这样我们共同努力，这个星球才能更美好，我们的国家才能繁荣。
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