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气象学论文范文

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气象学论文范文

科技论文范文 关联理论视角下的气象科技论文英译 摘 要:关联理论为分析气象科技论文句子的特点及其翻译策略提供了支撑。借助这一理论,本文对气象科技论文英译进行探讨,旨在为气象科技论文的翻译提供借鉴,提高翻译质量,期待在一定程度上帮助中国的气象科技“走出去”。 关键词:气象科技 关联理论 最佳关联 语境效果 一、引言 近年来,气候灾害事件的频繁发生,需要世界各国及时了解和共享最新的气象信息,携手应对气象灾害。然而在科技翻译研究中,国内外学者多从功能理论、目的论等角度研究,很少运用关联理论探讨气象科技论文翻译。赵彦春曾指出:“关联理论不是翻译理论,但可以有效地解释翻译活动,指导翻译活动,奠定翻译本体论和方法论的基础”(赵彦春,1999:276)。 二、让中国气象科技“走出去” 在引进西方先进的气象科技时,我们也要让中国的气象科技“走出去”。气象科技论文作为学术研究与信息传播的载体,在科技合作交流中发挥着重要作用,因此对气象论文英译的需求日益突出。 气象科技论文是科技文献的一种,用以“陈述地球大气圈、气象科技领域所发生或出现的事情,描述其特点、规律、过程等,能有效记录大气科学和气象科技界的动态”(寿邵文,姚永红,2008:178),具有专业性、客观性、科学性和准确性等特点。本文的研究案例――《边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较》是典型的气象科技论文,具有代表性。 在汉语中,由动词构成的动核结构是句子在语义平面上的结构。一个动核结构体现着一个事件或一个命题。因为气象科技汉语描述的主体是从事研究、分析和观测的研究者或设备,而客体往往是客观的事物、自然现象、观测的过程或实验结果,所以在客观描述气象研究内容时,气象科技汉语注重功能和意义,多用主动句,大量使用含动核结构的简单句或分句描述逻辑事理。 三、关联理论与翻译 在Relevance:Communication and Cognition(1986/1995)中,Dan Sperber和Deirdre Wilson提出了有关交际与认知的关联理论,在中西认知语用学领域都产生了较大影响。他们认为,“交际是一个涉及信息意图和交际意图的明示――推理过程”(Sperber and Wilson,2001:50)。1999年,Ernst-August Gutt率先将关联理论运用于翻译研究中。Gutt在Translation and Relevance: Cognition and Context提出,“翻译是一种言语交际行为,是与大脑机制密切联系的推理过程”(Gutt,2004:107)。为了实现原语作者与译语读者之间的最佳交际,译者在处理作者要传递的信息意图时,要作出最佳语境假设,以寻求信息的关联,然后再根据关联度进行推理,取得最大语境效果,使作者的信息意图与读者的心理期待达到最佳关联。气象科技论文属于信息文本,以传播气象科技信息为主。本质上讲,气象科技翻译可视为作者与读者之间的交际活动,译者不仅要将原语作者的信息意图推理出来,还要将此信息意图展现给译语读者。 四、关联理论指导下的气象英译 气象科技论文英译的主要目的是全面而准确地传达原文中所包含的信息。在关联理论指导下,为了满足读者的心理期待,译者要准确分析原语逻辑关系,合理调整语序和划分意群,灵活采用顺译法、倒译法、合译法及转译法等翻译策略。下面从关联理论角度,列举几个典型案例来研究气象科技论文中句子的英译。 (一)顺译法 气象科技汉语中的句子较为简单,句子间逻辑关系比较独立。作者与读者的认知语境虽有差别,但也存在共性。依据关联理论,为了再现原语语境,可以采用顺译法,即按照汉语原句的语序进行翻译。句与句之间的简单对应必然不会对读者的推理过程产生阻碍。但有一点不同,为了准确描述客观规律,英语句子偏长,结构复杂,常常采用各种从句。 案例1:原文:YSU边界层参数化方案是MRF方案的改进版本,次网格尺度扰动通量(w′c′)与平均量(C:u,v,θ,q)的关系为 (二)倒译法 关联理论认为,翻译不能单纯地根据字面意思进行翻译,而是要准确推测原文的深层次语义,把握原文所要传递的信息意图及最佳关联。在描述一些气象定义或实验过程时,气象科技汉语通常先叙述方法后呈现结果,而英语则先结果后方法。所以,为了准确传递作者的信息意图,给读者提供最大的语境效果,常采用倒译法,根据译文读者的语境表达习惯,将内容忠实、规范地表达出来。 案例2:原文:本文采用①高分辨率中尺度WRF模式,通过改变边界层参数化方案进行多组试验②,评估③该模式对美国北部森林地区边界层结构的模拟能力,同时比较④五种不同边界层参数化方案模拟得出的边界层热力和动力结构。 译文:To assess③ the performance of simulating structural characteristics of boundary layers at the forest areas in the northern Unites States and compare④ the thermal and dynamic structures of boundary layers simulated by the five different boundary layer parameterizations, a high resolution mesoscale WRF model was employed① in this paper to carry out② multiple experiments with different boundary layer parameterization configurations. 分析:原文描述的是一个气象实验过程,采用动核结构,分句较多,如果顺着翻译,译文将生硬难懂。根据关联理论,可以采用倒译法。将“结果”译成“目的”并置前,将中文动核结构译成非谓语动词结构,即“to assess...and compare”、“to carry out”,把主动汉语分句整合为含有一个主谓结构的被动英语长句,描述“方法”。这样句子结构严谨,符合英语表达习惯,实现了原文与译文的最佳关联,准确清晰地将作者的信息意图传递给读者。 (三)合译法及转译法 在关联理论框架下,翻译不仅要把握原语语义,还要考虑译入语的逻辑表达习惯,实现话语语境的最佳关联。比如,气象科技文献在解释研究原理时,往往采用表示逻辑连词“因为……所以”、“于是”等。但英语中,有些动词(如cause)或动词短语(如result in,lead to)本身已含因果关系。此外,汉语习惯采用不同词语(多为形容词)表达同一个意思,若逐一翻译,则显得重复��嗦。在描述气象现象时,论文大量使用动核结构,含有多个主谓结构,这跟英语的形合句型完全相反。这时,为了更清晰地表达原文逻辑,实现更大的交际效果,通常采用合译法和转移法,将重复的表达简单化,并灵活转换词性,多使用名词化结构。 案例3:原文:这主要是因为③太阳辐射不断增强①,地表热量也不断增加②,于是③由浮力产生的湍流动能不断增加④,边界层内强的湍流混合能发展到更高的高度⑤。 译文:This is mainly because the increased solar① radiation and surface heat flux result in② the continual increase③ of the turbulent kinetic energy generated by buoyancy and strong turbulent mixing energy in the boundary layer. 分析:原文中①、②、③、④和⑤表达的是同一个意思。依据关联理论,采用合译法和转译法,将①”和②合并“the increased”,动词转换为形容词,使信息明确。③中的连词翻译为动词词组“result in”,准确地体现了逻辑关系。同时④和⑤合译为“the continual increase of”的名词结构。这两种译法的巧妙结合实现了最佳关联,为读者提供了最大语境效果。 四、结语 和传统的翻译理论相比,关联理论框架下的翻译观突破语义层面,更侧重翻译活动的认知与交际属性,将作者的信息意图与读者的心理期待联系起来,以实现最佳关联为目的。这对以传递信息为目的的气象科技论文翻译具有较强的解释力。依据关联理论,为了准确传递气象科技论文的信息意图,译者应以最佳关联原则为翻译准则,使译语读者在推理过程中付出最小的信息处理努力,实现理想的交际效果。 参考文献 [1] 黄文妍,范新勇,等人.边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较[J].北京:地球物理学报,2014(5):1400-1414. [2] Gutt,E.A. Translation and Relevance: Cognition and Context [M].Shanghai Foreign Language Education Press, 2004:107-199. [3] Sperber,D.& Wilson, D. Relevance: Communication and Cognition[M].Second Edition Beijing: Foreign Language Teaching and Research Press. 2001: 50. [4] 寿邵文,姚永红.气象科技英语教程[M].北京:气象出版社,2008:178. [5] 赵彦春.关联理论对翻译的解释力 [J].广州:现代外语,1999(85):276. 看了“气象科技论文怎么写_怎么写气象科技论文”的人还看: 1. 气象科技论文800字 2. 气象科技论文范文 3. 气象科技服务论文范例 4. 气象科技论文 5. 气象科技论文2500字 a("conten"); 共2页: 上一页 1 2 下一页

雨的形成及人类的生活

论文的标准格式模板要包含题目、论文摘要及关键词、目录、引言或序言、正文、结论、参考文献和注释、附录这八个部分的内容。题目应概括整个论文最重要的内容,一般不宜超过20字。论文摘要应当阐述学位论文的主要观点,说明本论文的研究目的、方法、成果及结论,尽可能保留论文的基本信息,关键词需要反映论文主旨。

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参考文献是期刊时,书写格式为:[编号]、作者、文章题目、期刊名(外文可缩写)、年份、卷号、期数、页码;参考文献是图书时,书写格式为:[编号]、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。注释要按论文中所引用文献或注释编号的顺序列在论文正文之后,参考文献之前,图表或数据必须注明来源和出处。

参考文献

参考文献的规范及其作用,为了反映文章的科学依据、作者尊重他人研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处,正文之后一般应列出参考文献表。引文应以原始文献和第一手资料为原则,

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致谢,一项科研成果或技术创新,往往不是独自一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助。因此,在许多论文的末尾都列有"致谢"。主要对论文完成期间得到的帮助表示感谢,这是学术界谦逊和有礼貌的一种表现。

雨是由云“变”来的。雨滴的体积是云滴体积的100万倍。也就是说,要100万个云滴才能构成一个雨滴。在湿空气中,因冷却而凝结出云滴。对于云体温度高于0℃的暖云来说,云中存在大小不同的云滴,大云滴下降速度快,上升速度慢;小云滴下降速度慢,上升速度快。于是,由于大小云滴相对速度的差异,使得大云滴有机会与小云滴相撞,结果小云滴就合并到大云滴中去了。这样,大云滴不断地增大,又因为上升气流分布不均匀,大云滴可以在云中多次上下运动,再加上云内的湍流作用,大云滴增大的机会就增加,于是大云滴越来越大,直到上升气流托不住它,掉下来成为雨还有一种比较专业的意见,我觉得更有道理:当你飞行在1万米高空,看到更高处仍有少量雾障与淡云时,往往会有这样的疑问,为什么大多数云粒都在云海海面以下,这些高云有什么特殊,能比其它云飘得更高呢?实际上,20公里高空都还有极稀薄的水分子存在,如前所述,这个高度的水分子不是从地面直接就蒸腾上来的,而是“第二次蒸发”后,负氢氧根离子还原出来的水分子。因为氢氧根(OH-)的分子量是17,比水气分子量小1,故比水气浮得更高。当它们在平流层底部还原成水(H2O)后,在-45℃的气温环境下,立即凝结成固态的霰粒,其直径在1微米以下,反射阳光,就像是雾障,特别浓密时,便犹如淡云。由于大量霰粒向云海掉落,云层的水雾向霰粒聚集,冻成较大的霰粒。当聚到1毫米左右直径时,原霰粒熔解为水,成为雨滴下落到地面。在冬季,原霰粒未被熔解,形成雪花或大霰粒下落到地面,这便是雨和雪的成因。在晴天时,高空霰粒在穿过没有云的云层时,因气温增高而在半空熔解,化为薄雾,或降落地面成为露、霜、或在降落途中,又被第二天的阳光和风再次蒸发。这些高空霰粒体积太小,容易熔解,不易现场“抓获”,故它的存在和作用常被气象学家们忽略。 现气象学一讲雨雪的成因,就说是暖湿气流遇到了冷气团,或湿热空气上升后冷却凝结云云。问题是,在夏秋雨季里,这些冷气团是从哪里来的呢?难道是从南北极圈专门跑来下雨的不成?既然湿热空气把地面的水汽与热能带到了高空,高空应该更热,为何又会冷却凝结为雨雪的呢?不首先弄清对流层顶部出现低温的原因,这种雨雪成因理论就根本不能自圆其说。 如前所述,第二次蒸发是高空寒冷的主因,大量霰粒落入云海并吸热熔解,会使云海“雪上加霜”,当云汽在这种寒冷条件下凝结为雨滴和雪粒后,比重增大,浮力消失,当然会向下飘落,形成雨雪。现在所说的“对流雨”、“地形雨”、“锋面雨”、“台风雨”、“人工降雨”等都只是在说明降雨过程所伴随的现象,并没有说清降雨的原因=========================================我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么,雪是怎么形成的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花。 在初春和秋末,靠近地面的空气在0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪",或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.表3. 各类雪的降水量标准种类 小雪 中雪 大雪 24小时降水量 2.5以下 2.6-5.0 大于5.0 12小时降水量 1.0以下 1.1-3.0 大于3.0雪的形成和种类 作者:大山文章来源:网上收集点击数:97更新时间:2005-1-16 我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么,雪是怎么形成的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花。 在初春和秋末,靠近地面的空气在0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪",或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.表3. 各类雪的降水量标准种类 小雪 中雪 大雪 24小时降水量 2.5以下 2.6-5.0 大于5.0 12小时降水量 1.0以下 1.1-3.0 大于3.0 雪花的形状 雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是,各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的,这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有两种形状。一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子象一根针,叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状,就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶。 如果周围的空气过饱和的程度比较低,冰晶便增长得很慢,并且各边都在均匀地增长。它增大下降时,仍然保持着原来的样子,分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。 如果周围的空气呈高度过饱和状态,那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大,而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。 原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗。所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和。这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状。以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。 上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位,不论形状或大小,都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中,它不能象上面说的那样有步骤地增大,所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着,而且有时在旋转着,各个枝叉接触水汽的多少有所不同,而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此,我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。 另外,雪花在云内下降的过程中,也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境,于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣,有的象刺猾。即使都是星状雪花,也有三个枝叉的、六个枝叉的,甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。 以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时,各个雪花也很容易互相攀附并合在一起,成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候,雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,随后这些融化的水又立即冻结起来。这样,两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候,雪花上本来已覆有一层水膜,这时如果两个雪花相碰,便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂,则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。 雪花从云中下降到地面,路途很长,在条件适合时,可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候,有时有一些鹅毛般的大雪片,就是经过多次并合而成的。 但是,有时雪花互碰时不是互相并合在一起,而是给碰破了,这时便产生一些畸形的雪花。例如,在降雪的时候,有时会见到一些单个的"星枝",就属于这种情况。===========================================云是降水的基础,是地球上水分循环的中间环节,并且云的发生发展总伴随着能量的交换。云的形状千变万化,一定的云状常伴随着一定的天气出现,因而云对于天气变化具有一定的指示意义。(一)云的形成条件和分类大气中,凝结的重要条件是,要有凝结核的存在,及空气达到过饱和。对于云的形成来说,其过饱和主要是由空气垂直上升所进行的绝热冷却引起的。上升运动的形式和规模不同,形成的云的状态、高度、厚度也不同。大气的上升运动主要有如下四种方式:1.热力对流指地表受热不均和大气层结不稳定引起的对流上升运动。由对流运动所形成的云多属积状云。2.动力抬升指暖湿气流受锋面、辐合气流的作用所引起的大范围上升运动。这种运动形成的云主要是层状云。3.大气波动指大气流经不平的地面或在逆温层以下所产生的波状运动。由大气波动产生的云主要属于波状云。4.地形抬升指大气运行中遇地形阻挡,被迫抬升而产生的上升运动。这种运动形成的云既有积状云,有波状云和层状云,通常称之为地形云。尽管云的形态千差万别,但其形成总有一定的规律。根据云的形成高度并结合其形态,国分类法将云分为4族10属。我国于1972年出版的《中国云图》将云分成3族11属(表3·3,详见《气学与气候学实习》第五章)。(二)各种云的形成1.积状云的形成积状云是垂直发展的云块,主要包括淡积云、浓积云和积雨云。积状云多形成于夏季午后,具孤立分散、云底平坦和顶部凸起的外貌形态。积状云的形成总是与不稳定大气中的对流上升运动相联系。有对流能否形成积云,除了取决于凝结的条件外,还取决于对流上升所能达到的高度。如果对流上升所能达到的最大高度(对流上限)高于凝结高度,则积状云形成,否则就不会形成积状云。对流愈强,对流上限高于凝结高度的差值就愈大,积状云厚度就愈大。对流上升区的水平范围广大,则积状云的水平范围也就愈大。淡积云、浓积云和积雨云是积状云发展的不同阶段。气团内部热力对流所产生的积状云最为典型。夏半年,地面受到太阳强烈辐射,地温很高,进一步加热了近地面气层。由于地表的不均一性,有的地方空气加热得厉害些,有的地方空气湿一些,因而贴地气层中就生成了大大小小与周围温度、湿度及密度稍有不同的气块(热泡)。这些气块内部温度较高,受周围空气的浮力作用而随风飘浮,不断生消。较大的气块上升的高度较大,当到达凝结高度以上,就形成了对流单体,再逐步发展,就形成孤立、分散、底部平坦、顶部凸起的淡积云。由于空气运动是连续的,相互补偿的,上升部分的空气因冷却,水汽凝结成云,而云体周围有空气下沉补充,下沉空气绝热增温快,不会形成云。所以积状云是分散的,云块间露出蓝天。对于一定的地区,在同一时间里,空气温、湿度的水平分布近于一致,其凝结高度基本相同,因而积云底部平坦。如果对流上限稍高于凝结高度,则一般只形成淡积云。由于云顶一般在0℃等温线高度以下,所以云体由水滴组成,云内上升气流的速度不大,一般不超过5m/s,云中湍流也较弱。在淡积云出现的高度上,如果有强风和较强的湍流时,淡积云的云体会变得破碎,这种云叫碎积云。当对流上限超过凝结高度许多时,云体高大,顶部呈花椰菜状,形成浓积云。其云顶伸展至低于0℃的高度,顶部由过冷却水滴组成,云中上升气流强,可达15—20m/s,云中湍流也强。如果上升气流更强,浓积云云顶即可更向上伸展,云顶可伸展至-15℃以下的高空。于是云顶冻结为冰晶,出现丝缕结构,形成积雨云。积雨云顶部,在高空风的吹拂下,向水平方向展开成砧状,称为砧状云。在顺高空风的方向上,云砧能伸展很远,因而它的伸展方向,可作为判定积雨云的移动方向。积雨云的厚度很大,在中纬度地区为5 000—8 000m,在低纬度地区可达10000m以上。云中上升下沉气流的速度都很大,上升气流常可达20—30m/s,曾观测到60m/s的上升速度,下沉速度也有10—15m/s。云中湍流十分强烈。热力对流形成的积状云具有明显的日变化。通常,上午多为淡积云。随着对流的增强,逐渐发展为浓积云。下午对流最旺盛,往往可发展为积雨云。傍晚对流减弱,积雨云逐渐消散,有时可以演变为伪卷云、积云性高积云和积云性层积云。如果到了下午,天空还只是淡积云,这表明空气比较稳定,积云不能再发展长大,天气较好,所以淡积云又叫晴天积云,是连续晴天的预兆。夏天,如果早上很早就出现了浓积云,则表示空气已很不稳定,就可能发展为积雨云。因此,早上有浓积云是有雷雨的预兆。傍晚层积云是积状云消散后演变成的,说明空气层结稳定,一到夜间云就散去,这是连晴的预兆。由此可知,利用热力对流形成的积云的日变化特点,有助于直接判断短期天气的变化。2.层状云的形成层状云是均匀幕状的云层,常具有较大的水平范围,其中包括卷层云、卷云、高层云及雨层云。层状云是由于空气大规模的系统性上升运动而产生的,主要是锋面上的上升运动引起的。这种系统性的上升运动,通常水平范围大,上升速度只有0.1—1m/s,因持续时间长,能使空气上升好几千米。例如当暖空气向冷空气一侧移动时,由于二者密度不同,稳定的暖湿空气沿冷空气斜坡缓慢滑升,绝热冷却,形成层状云。云的底部同冷暖空气交绥的倾斜面(又称锋面)大体吻合,云顶近似水平。在倾斜面的不同部位,云厚的差别很大。最前面的是卷云和卷层云,其厚度最薄,一般为几百米至2000m,云体由冰晶组成。位于中部的是高层云,其厚度一般为1000—3000m,顶部多为冰晶组成,主体部分多为冰晶与过冷却水滴共同组成。最后面是雨层云,其厚度一般为3000—6000m,其顶部为冰晶组成,中部为过冷却水滴与冰晶共同组成,底部由于温度高于0℃,故为水滴组成。从上述的系统性层状云形成中可以看到,在降水来临之前,有些云可以作为征兆。如卷层云,通常出现在层状云系的前部,其出现还往往伴随着日、月晕,因此如看到天空有晕,便知道有卷层云移来,则未来将有雨层云移来,天气可能转雨。农谚“日晕三更雨,月晕午时风”就是指此征兆。3.波状云的形成波状云是波浪起伏的云层,包括卷积云、高积云、层积云。云中的上升速度可达每秒几十厘米,仅次于积状云中的上升速度。当空气存在波动时,波峰处空气上升,波谷处空气下沉。空气上升处由于绝热冷却而形成云,空气下沉处则无云形成。如果在波动形成之前该处已有厚度均匀的层状云存在,则在波峰处云加厚,波谷处云减薄以至消失,从而形成厚度不大、保持一定间距的平行云条,呈一列列或一行行的波状云。一般认为形成波动的原因主要有二:一是由于大气中存在着空气密度和气流速度不同的界面,在此界面上引起波动。二是由于气流越山而形成的波动(称地形波或背风波)。在上层风速大、密度小,下层风速小、密度大的界面上产生波动时,由于各高度上的风向、风速常随时间变化,波动的方向也随之改变,新产生的波动叠加在原来的波动之上,从而形成棋盘格子般的云块。波动气层甚高时形成卷积云,较高时形成高积云,低时形成层积云。波状云的厚度不大,一般为几十米到几百米,有时可达1000—2000m。在它出现时,常表明气层比较稳定,天气少变化。谚语“瓦块云,晒死人”、“天上鲤鱼斑,明天晒谷不用翻”,就是指透光高积云或透光层积云出现后,天气晴好而少变。但是系统性波状云,像卷积云是在卷云或卷层云上产生波动后演变成的,所以它和大片层状云连在一起,表示将有风雨来临。“鱼鳞天,不雨也风颠”就是指此种预兆。4.特殊云状的形成除上述几种云的形成外,还有一些特殊云状,如堡状、絮状、悬球状、荚状等,它们的出现往往能预测天气的变化趋势。因此,了解它们的成因和特征,有助于利用它们判断未来天气。(1)悬球状云:是指从云底下垂的云团,多出现在积雨云的底部。有时在高积云、高层云和雨层云的底部也可以见到。当云中有大量的水滴时,如果云底附近有强烈的上升气流,将下降的水滴托住,便会形成好像悬挂在云底的云团,这就是悬球状云。悬球状云的出现,通常预兆有降水产生,因为一旦上升气流减弱,原先被托住的水滴就会降落下来,形成降水。(2)堡状云和絮状云:堡状云底部水平,顶部则是并列着突起的小云塔,形状像远方的城堡。这种云的形成,常常是在波状云的基础上发展起来的。当波状云在逆温层下形成以后,如果逆温层不太厚,则逆温层下湍流发展时,较强的上升气流就穿过逆温层,使水汽凝结,形成具有圆弧顶部的云朵,这就是堡状云。常见的堡状云有堡状高积云和堡状层积云。絮状云的个体破碎,形状像棉絮团,它常是潮湿气层中的强烈湍流混合作用而形成的,主要为絮状高积云。夏半年如早晨出现堡状高积云或絮状高积云,表示该高度上气层不稳定,到了中午,低层对流一发展,上下不稳定气层结合起来,会产生强烈上升气流,形成积雨云,下雷暴雨或冰雹。傍晚对流减弱,如出现堡状高积云,表明高空将有不稳定系统逼近,次日可能出现系统性雷暴雨。(3)荚状云:荚状云中间厚、边缘薄,云块呈豆荚状。常见的荚状云主要是荚状高积云和荚状层积云。荚状云是由局部上升气流和下降气流相汇合而形成的。当上升气流使空气绝热冷却而形成云时,如果遇到下降气流的阻挡,其边缘部分因下降气流而逐渐变薄,这样便形成荚状云。在山区,气流受到地形的影响也能形成荚状云。上面介绍了积状云、层状云、波状云和一些特殊云状形成的物理过程。但它们并不是孤立的不变的。由于条件的变化,它们可以是发展的或消散的,也可以从这种云转化为那种云。例如积状云中,淡积云可以发展到浓积云,最后形成积雨云。积雨云在消散时,可以演变成伪卷云、积云性高积云和积云性层积云。又例如,波状云发展时,可以演变成层状云(蔽光高积云可以演变成为高层云,蔽光层积云可以演变成为雨层云)。层状云消散时,也会演变成为波状云(雨层云消散时,可演变为高层云、高积云或层积云)。总之,云的产生、发展和演变是复杂的,也是有规律的。参考资料:《气象学与气候学(第三版)》作者:周淑珍============================================雾是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,雾生成在大气的近地面层中。雾既然是水汽凝结物,因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个:一是由于蒸发,增加了大气中的水汽;另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时,饱和空气如继续有水汽增加或继续冶却,便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时,雾就形成了。 另外,过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。 因此,凡是在有利于空气低层冷却的地区,如果水汽充分,风力微和,大气层结稳定,并有大量的凝结核存在,便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多,因为那里有丰富的凝结核存在。 ============================================露是水蒸气遇到冷的物体凝结成的水珠。为了说明露的成因,可以模拟自然界形成露的条件,利用水的蒸发增加空气的湿度,利用冰降低物体的温度,这样,在冷的物体上就会有露出现。通过此实验,既可以使学生了解露的成因,又可以使学生学习模拟实验的设计方法。============================================在寒冷季节的清晨,草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫"下霜"。翻翻日历,每年10月下旬,总有"霜降"这个节气。我们看到过降雪,也看到过降雨,可是谁也没有看到过降霜。其实,霜不是从天空降下来的,而是在近地面层的空气里形成的。 霜是一种白色的冰晶,多形成于夜间。少数情况下,在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常,日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能终日不消。 霜本身对植物既没有害处,也没有益处。通常人们所说的"霜害",实际上是在形成霜的同时产生的"冻害"。 霜的形成不仅和当时的天气条件有关,而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低,而物体表面附近的空气温度却比较高,那么在空气和物体表面之间有一个温度差,如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却,达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0°C以下,则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶,这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。 另外,云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的,天空有云不利于霜的形成,因此,霜大都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。 此外,风对于霜的形成也有影响。有微风的时候,空气缓慢地流过冷物体表面,不断地供应着水汽,有利于霜的形成。但是,风大的时候,由于空气流动得很快,接触冷物体表面的时间太短,同时风大的时候,上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低,从而也会妨碍霜的形成。大致说来,当风速达到3级或3级以上时,霜就不容易形成了。 因此,霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。 霜的形成,不仅和上述天气条件有关,而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的,所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却,在它上面就越容易形成霜。同类物体,在同样条件下,假如质量相同,其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热,那末,在同一时间内表面积较大的物体散热较多,冷却得较快,在它上面就更容易有霜形成。这就是说,一种物体,如果与其质量相比,表面积相对大的,那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻,表面积却较大,所以草叶上就容易形成霜。另外,物体表面粗糙的,要比表面光滑的更有利于辐射散热,所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜,如土块。 霜的消失有两种方式:一是升华为水汽,一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜所融化的水,对农作物有一定好处。==================================================冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云,而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。 积雨云和各种云一样都是由地面附近空气上升凝结形成的。空气从地面上升,在上升过程中气压降低,体积膨胀,如果上升空气与周围没有热量交换,由于膨胀消耗能量,空气温度就要降低,这种温度变化称为绝热冷却。根据计算,在大气中空气每上升100米,因绝热变化会使温度降低1度左右。我们知道在-定温度下,空气中容纳水汽有一个限度,达到这个限度就称为“饱和”,温度降低后,空气中可能容纳的水汽量就要降低。因此,原来没有饱和的空气在上升运动中由于绝热冷却可能达到饱和,空气达到饱和之后过剩的水汽便附着在飘浮于空中的凝结核上,形成水滴。当温度低于摄氏零度时,过剩的水汽便会凝华成细小的冰晶。这些水滴和冰晶

气象学与气候学论文3000

研究大气中物理现象和物理过程及其变化规律的科学。气象学的研究领域很广,研究方法的差异很大。气象学分成许多分支学科:大气物理学、天气学、动力气象学、气候学等等。随着生产的发展,气象学的应用日益广泛,又相继出现海洋气象学、航空气象学,农业气象学、森林气象学、污染气象学等应用学科。现代科学技术在气象学领域的应用,又有新的分支学科出现,如雷达气象学、卫星气象学、宇宙气象学等。气象学是一门和生产、生活密切相关的涉及许多学科的应用科学。 几千年前,人们对大气现象已有记载。随着科学技术的发展,气象观测仪器的发明、探测手段、通信装备及计算工具的发展,人类对大气现象探索的扩大及加深,使之逐步发展为科学的气象学。20世纪以来,现代科学技术新成果在气象科学领域广泛应用,使气象科学进入崭新时期。如电子技术的引进,使大气探测走向自动化、遥感化、系统化;天气雷达的出现使气象工作者能监测、追踪强风暴的移动和发展;电子计算机的应用,使数值预报变为现实,使天气预报走向客观化、定量化;气象卫星的应用,填补了沙漠、高原、海洋等地区的气象资料;空间技术的发展,使大气的研究向宇宙空间扩展,人类可从外层空间俯瞰地球大气等等。当前,随着信息科学的发展,世界正面临以微电子技术、新材料、新能源及海洋技术为主要标志的新技术革命,必将促进气象科学的飞速发展。

暴雨与湿证的生物气象学研究 摘要:从生物气象学角度对暴雨及湿证之间的关系作了研究,认为暴雨致病总属湿邪,而又多挟风、寒、热等邪。暴雨致病从清湿、浊湿两条途径侵袭人体,清湿多挟气机不畅;浊湿多伴血行不畅。对于暴雨所致之湿证的防治方法也进行了探讨。 Abstract:Torrential rain and damp syndrome were reviewed from the biometeorological angle.It was indicated that the diseases resulted from torrential rain were caused by dampness,and always accompanied with wind,cold and heat.Torrential rain resulted in disease by the way of clear dampness and turbid dampness.Clear dampness caused stagnation of qi.Turbid dampness caused stagnation of blood.Prophylactic therapeutic measures of damp syndrome were discussed too. Key words:Torrential rainDampnessDamp syndrome 暴雨是一种灾害性天气,严重影响人们的生产、工作与生活。暴雨又是一种致病因素,但其与人类疾病的关系,尤其是与湿证的生物气象学研究报道不多。笔者对有关暴雨与湿证的生物气象学研究探讨如下: 1生物气象学与气象病 自古以来,人们就注意到天气和气候能影响人的健康。但只是在近几十年来才进行了比较系统、深入地研究,并逐渐形成一门新的综合性学科——生物气象学[1]。据国际生物气象学会的定义:生物气象学是研究大气以及地球外的微观环境和宏观环境给予植物、动物、人类即生物体的一般理化因素的规律或不规律、直接或间接影响的科学。即使是健康人,由于天气、气候和季节的变化,其精神和身体也受到直接或间接的影响。气候变化大的时候就会引起疾病,甚至可使原有病情加重乃至死亡。因此,把与气象有密切关系的症候群叫气象病。近年,伴随着城市化、工业化,大气污染已经引起了一些疾病,这种人为环境的变化所产生的疾病可称为广义的气象病[2]。 2暴雨对人体健康的影响 暴雨前后一般都有风向、风力、气温、空气湿度、气压等的变化,影响着人体的健康,甚至诱发或引起某些疾病。多数病毒和革兰氏阴性细菌随湿度的增高而数量增加,而革兰氏阳性细菌和流感病毒则随湿度和风速的减低而数量增加[1][3]。在蚊子可以全年繁衍及活动的热带,雨量对其个体数的增减有密切关系。通过对泰国北部秦吗地区脑炎患者月发生率和平均气温及雨量关系的调查表明,脑炎患者约半数是日本脑炎,但其高峰不在气温最高的4月,而在降雨量最多的7、8月(注:日 本脑炎病毒以保毒小型赤家蚊为媒介传染)。而在日本等温带,夏季里媒介蚊的个体数急剧上升,日本脑炎发生率也达到最高峰[4]。 在我国,有学者证实,气象因素与小儿肺炎发病密切相关,气温、相对湿度与肺炎发病率呈负相关,气压与肺炎发病率呈正相关。在炎热多雨的夏秋季,小儿机体抵抗力下降可感染为肺炎[5]。 不同的气象环境条件下给予的药物也可产生不同的作用。如毛地黄在暴风雨且有气压急骤下降的情况下使用其毒性增高,在平静的高气压条件下使用其毒性减低[1]。 3关于湿证的研究 湿邪为病在临床上极为常见,其治疗又非常棘手。有云“六气之中,湿热为病,十居八九”,湿邪“非若寒邪之一汗即解,温热之邪之一凉即退,故难速已。”[6] 3.1病因 湿之为病,所感不同,有从外得者,如居处潮湿、冒雨涉水、汗出沾衣等;有从内得者,如恣饮酒浆乳酪,过食瓜果生冷,致伤脾败胃而生[6]。内湿与外湿相互关联,有内湿者易受外湿侵袭而为病;感受外湿,日久不去,亦易使脾胃失运,酿成内湿。外湿的内涵,姜春华曾说:“湿就是空气中含水量增多。”[7]湿本身是一种正常气候变化的构成要素,只有当湿气过盛,侵入人体造成疾病时,就成为湿邪。而与风、寒、暑、燥、火不同的是,湿邪在天地间的存在形式是多种多样的,如雾、露、雨、雪、霜、水、冰以及蒸腾于空气中的湿热之气等[8]。 3.2病机 湿有天地之分,自天而降之湿,即清湿,包括雾、露、霜、雪、雨及蒸腾于天地间的湿热之气,其性轻散,中病易入气分,走上焦,中营卫,或内舍脏气(困脾);在地之湿,即浊湿,包括水、泉、冰、泥,其性重着,中病易入血分,走下焦,留滞于皮肉、筋骨、血脉[8]。 湿邪致病繁杂,善于变易。湿为弥漫性水气,形无定体,上下中外,无处不到。犯上则头重项强;停中则痞满呕恶;流下则足胫浮肿;阻于脉络则气滞血瘀;聚于关节则骨骱烦痛不利;客于肌肤则寒热疼痛;散于孔窍则流浊不通;著于脏腑则气化受阻……。因而诸多病证,不是因湿而病,就是因病而生湿,为泻、为痹、为疸、为疟、为淋、为瘀……,其莫不与湿相关。况且湿能伤脾,脾土一亏,百病丛生[6]。 3.3诊疗 湿邪致病广泛,其临床表现错综复杂,常见症状有:困重乏力,倦怠少动,精神萎靡,苔腻,脉濡等。现代医学中许多疾病与湿邪有关,如:病毒性疾病与中医湿证的临床表现相似[9];原发性肾小球肾炎无论是其病程中的哪一阶段都与湿邪有关,湿邪既是病理产物又是致病因子,湿邪内蕴是肾炎的基本病理变化[10];慢性肾炎的基本病理为“湿热久羁,阻滞三焦”,[11]与湿邪密切相关。而这些疾病大都病程较长,缠绵难愈。 祛湿之法,因病位不同,治亦有别。病在上焦者,宜辛香宣透,芳香化浊,常用藿香、佩兰、白芷等。湿阻中焦者,宜以燥湿,湿重于热者,用半夏、苍术、草果等苦温燥湿;热重于湿者,宜黄芩、黄连、栀子之类苦寒清热燥湿。湿在下焦者,宜滑石、木通、茯苓之类淡渗利湿。而湿常困脾,故治重在中焦,临床常配健脾益气之茯苓、薏苡仁及醒胃消导之砂仁、麦芽等[12]。又湿邪致病多有阻遏气机,郁困清阳,气郁愈深,湿愈难解。因此,治疗湿证除运用祛湿诸法外,必须配合宣开、宣通等宣展气机之法,借助脏腑组织器官的气机活动,促使湿闭得开,湿郁得解,给湿邪以外泄之机。这样,才能尽快驱邪外出,提高疗效,缩短病程[13]。 3.4护理 祛湿棘手,失度则伏,其来也渐去也缓,隐伏体内,难以速去,缓图有望[6],故湿证护理非常重要。其护理宜避免重受湿邪,居处环境不宜潮湿,防冒雨涉水,防汗出淋漓,衣服需穿吸湿性强的柔软装,衣服湿后需及时更换干净、干燥,饮食防过饮酒浆乳酪,勿过食生冷瓜果等等。如护理得当,则可有效地配合治疗。 4暴雨与湿邪的关系 唐以前,“雨”被认为是一种致病因素。如公元前514年,秦国医和就提出“阴、阳、风、雨、晦、明”为六种致病因素;《素问*调经论》提出风、雨 、寒、暑为致病因素。直到唐代王冰补运气七篇,才提出风、寒、暑、湿、燥、火为“六气”,太过则为致病因素,称“六淫”。[14]可见,“雨”邪已归纳入其它邪气中,而根据湿邪的病因研究,雨邪属于湿邪。暴雨较微雨、小雨、大雨等量大、危害性大,对人体影响也更大,故而,暴雨属湿邪,湿邪包括暴雨。暴雨降时可作为“清湿”伤气分,走上焦;既降则又可为在地之湿,为“浊湿”,走下焦,易入血分。暴雨因其发生前后大都有风力、风向、温度等的变化,故其致病多兼挟风、寒等邪。 5人工气象室研究 为了方便研究,美国的Hollander制作了精密的人工气象室进行实验,即制作了温度、湿度、气压、气流和离子浓度五个可随意变化的气象条件,称之为Climatron房间。创造了在外面操纵而住在里面的风湿病患者并不知道的气象条件,观察此种条件对风湿症状的影响。结果,当气压下降而湿度上升时,患者症状立即加重,如单纯是气压下降或湿度上升,症状几乎没有变化。虽然气象条件变化时可导致恶化,但是在一定的时间内即使条件恶化,症状也不太受影响。此结果与风湿病患者经常主诉的气象前锋经过时症状加重是一致的,特别是雨前疼痛加重、雨后减轻这一事实在科学上是有根据的。[15] 综上所述,天气和气候变化能够影响人的健康,而暴雨作为一种灾害性天气会对人体产生很大影响。不同的人在不同的条件下,对同一种气象刺激亦可表现不同的反应,产生不同的结果。湿证作为一种常见证候、难治证,与暴雨又有密切关系,我们就可通过多种手段对之进行治疗,如随气象和季节变化,进行相应的饮食疗法、运动疗法、精神疗法、康复等[16]。已病者可起到治疗作用,从各途径防止病情进展,未病者亦可起到预防保健的效果。 [NextPage]

竺可桢(1890—1974年) 我国卓越的科学家和教育家,当代著名的地理学家和气象学家,中国近代地理学的奠基人。建国前他先后执教于武昌高等师范学校、东南大学和中央大学,1928年任中央研究院气象研究所所长,1936年出任浙江大学校长直至1949年奉命北上筹建中国科学院。中华人民共和国诞生后,他担任中国科学院第一任副院长,同时担任中国科学技术协会副主席,中国气象学会理事长、名誉理事长,中国地理学会理事长等职。他还当选为历届全国人民代表大会常务委员会委员,并于1962年光荣地参加了中国共产党。他为发展我国科学和教育事业,奋斗了半个多世纪,真正做到了鞠躬尽,呕心呖血,他不愧是我国近代科学家、教育家的一面旗帜,气象学界、地理学界的一代宗师。 竺可桢字藕舫,浙江省绍兴市人。于1890年出生在东关镇一个普通家庭里。他的大哥是一位从事语文教学的秀才。在家庭的影响下,他从小就在私塾里读书,学习十分勤苦。中学阶段,读书于上海澄衷学堂和复旦公学,因嫌复旦学风太差退学,后到唐山路矿学堂读书。由于他学习努力,成绩卓著,五次考试都名列全班第一。1910年他以优异的成绩考取了公费留学生,赴美国伊利诺斯大学学习农学。后又转入哈佛大学地学系专攻气象。哈佛大学求实崇新、自由探讨的学风,给他深刻影响。1918年他以台风研究的优秀论文获得了博士学位,时年28岁。他怀着“科学救国”的理想,回到了祖国,先后执教于武昌高等师范学校和南京高等师范学校。1920年他受聘担任南京高师地学教授,次年,学校改称东南大学,在竺可桢主持下,建立了地学系,下设地理、气象、地质、矿物四个专业,并新任系主任。这是我国高校建立地学系之始。1927年学校又改名中央大学。在此期间,他一面担任地理系主任,主持日常行政工作;一面教授地学通论。气候学,气象学等课程,培养了我国第一批气象学和地理学研究及教育人才。张宝堃、吕炯、黄厦千、沈孝凰、胡焕庸等,都是这个时期培养出来的优秀学者。他还积极参加中国科学社,做了大量宣传工作。 在东南大学任教期间,他积极筹建校南农场气象测候所。1922年他主持购买了各种仪器设备,定期观测温度、湿度、气压、雨量、日照等项目。逐月发行南京气候报告。这是我国自建和创办气象事业的起点和标志。 1927年北代胜利,政府筹建中央研究院,下设观象台筹备委员会,分设天文、气象两研究所,担任中国气象学会副会长的竺可桢,又被任命为气象研究所所长。这时的气象研究所,既是全国的气象学术研究单位,又是领导全国气象事业建设的国家机构。竺可桢白手起家,克服了重重困难,努力发展我国气象事业,他首先领导了中国气象台站网的建设,提出了《全国设立气象测候所计划书》计划在十年的时间内,全国建立气台10处,测候处150处,雨量测候所1000处。在气象所成立的当年,就首先建成了南京北极阁气象台,这是我国近代气象科学事业的发祥地,也是当时中国气象科学研究中心和业务指导中心。在此期间,还开展了天气预报业务,拟订了《气象观测实施规程》,统一了观测时制、电码型式、风力等级标准、天气现象的编码等,开展了气象资料整编的出版业务。先后出版了《中国之雨量》、《中国之温度》、《中国气候资料》以及《气象月报》、《气象季刊》、《气象年报》等。1934年他发起成立中国地理学会。 1936年4月,他担任浙江大学校长,历时13年。他以“求是”为校训,明确提出中国的大学,必须培养“合乎今日的需要”的“有用的专门人才”的进步主张,抗日战争爆发后,他团结全校师生,携带图书仪器,先后经浙江建德,江西吉安、泰和,广西宜山等地,于1939年底迁至贵州省遵义和湄潭。在极端艰苦的条件下,他一面组织师生上课,一面以实际行动支援抗战,并为当地群众服务。在民主爱国的学潮中,他始终站在进步学生一面,保护浙大师生的爱国正义行动。办学中,他十分重视学生的入学教育和毕业教育,注意培养学生坚实的基础理论和广博的知识,注重学生的实践训和智能培养,注重师资队伍的建设。 1949年4月杭州解放前夕,竺可桢领导浙大师生,积极准备迎接解放。同时电告国民党政府,坚决拒绝迁往台湾。他一个人隐居上海,闭户谢客,迎接解放。解放后,他高兴地出席了全国人民政治协商会议,积极投身新中国的建设。新中国成立后,竺可桢被任命为中国科学院副院长,同时兼任中国科学院生物学地学部主任、综合考察委员会主任、中国地理学会理事长、中国气象学会名誉理事长、全国科学技术协会副主席等职务。还被选为历届人民代表大会代表、人大常委会委员。 作为新中国地学界的组织者和教育家,他倡导建立了许多新的研究机构,并培养了大批地学骨干力量。强调地理学一定要摆脱单纯描述,用最新的科学成果和仪器设备,进行定位观测,建立实验室,采用现代化的工作方法,综合运用生物、物理、化学、数学等基础科学方面最新的理论来进行研究论证。 竺可桢于1956年领导创建了中国科学院综合考察委员会,并一直兼任主任职务。他多次指出:要合理开发自然资源,发展国民经济,必须进行大规模的综合考察工作。综合考察应为国家和地方编制国民经济计划提供科学依据。其任务首先是调查自然条件和自然资源的基本特征与数量、质量,并在此基础上提出自然资源开发利用与治理保护的科学方案。早在解放初期,他就急国家之所急,积极投身于海南岛、雷州半岛和广西南部以发展橡胶为目的的地理调查研究工作。1951年又组织筹建了西藏工作队。为治理黄河,他主持组织了黄河中游水土保持综合考察队。此后,中科院专门成立了综合考察委员会,组织开展了四项重大考察任务。其一是西藏高原和康滇横断山区研究;其二是新疆、青海、甘肃、内蒙古地区的考察研究;其三是热带地区特种生物资源的研究;其四是主要河流水利资源的考察研究。在他的支持下。仅 1956—1957年两年间,就先后建立了6个综合考察队。它们是:黑龙江综合考察队,新疆综合考察队,华南与云南热带生物资源综合考察队。长江、黄河流域土壤调查队,柴达木盐湖科学考察队等。此外,还组织了治沙考察队,南水北调考察队等。到他去世时为止,在他领导下,中科院先后组织了25年规模不同的综合考察队,参加工作的达100多个单位,1万多人次。积累了大批珍贵资料,取得了丰硕科研成果。 作为卓越地理学家和地理教育家的竺可桢,不仅创建了我国最早的地理系,培养了一大批地理科学专门人才,而且在许多地理学重大领域和重大问题上,提出了创造性意见。他认为:地理学是经济建设事业中的基础科学,是研究现代地面环境的科学。因而应着重研究现代地表面的岩石圈、水圈、气圈与人类的相互作用,研究地球外壳结构及其组成部分的发生、发展、分布和各组成部分之间相互制约、相互转换的科学。我国的地理学,正是沿着这一方向健康发展的,在地理学研究方法方面,他十分重视地域分异规律的研究,早在1929年他就发表了《中国气候区域论》,开创了这方面研的先例。1958年他发表了《中国亚热带》一文,指出:不应将热带北界移至南岭,也不应将华北各地、东北南部和新疆南部都划归亚热带。他说:亚热带的气候可以这样规定:即冬日微寒,足使喜热的热带作物不能良好生长。每年冬季,虽有冰雪,但无霜期在八个月以上。作物一年可以有两造收获。他不仅提出了划分的标准,同时明确指出了亚热带的北界和南界。他的见解,得到学术界的公认。 竺可桢在气象气候学研究中的成就,引起了国内外学术界的高度重视。他早年就从事台风和东亚季风的研究,在气候变迁领域的研究中,更有着卓越的贡献。他持之以恒,锲而不舍,数十年如一日,研究了大量经、史、子、集,及中外文献,研究中国和世界历史时期的气候变迁。1961年他撰写了《历史时代世界气候的波动》,1972年他又发表了《中国近五千年来气候变迁初步研究》等学术论文。前者依据北冰洋海冰衰减、苏联冻土带南界北移、世界高山冰川后退、海面上升等有关文献资料记述的地理现象,证明了二十世纪气候逐步转暖,并由此追溯了历史时期和第四纪世界气候、各国水旱寒暖转变波动的历程,发现十七世纪后半期长江下游的寒冷时期与西欧的“小冰期”相一致。最后指出:太阳辐射强度的变化,可能是引起气候波动的一个重要原因。从而为历史气候的研究提供了新的论据。后一篇论文,可说是他数十年深入研究历史气候的心血的结晶,是一项震动国内外的重大学术成就,他充分利用了我国古代典籍与方志的记载,以及考古的成果、物候观测和仪器记录资料,进行去粗取精、去伪存真的研究,得出了令人信服的结论。文章指出:从仰韶文化到安阳殷墟的二千年间,黄河流域的年平均温度大致比现在高2℃,一月温度约3—5℃;此后的一系列冷暖变动,幅度大致在1—2℃,每次波的周期,历时约400年至800年;历史上的几次低温出现于公元前 1000年、公元400年、1200年和1700年;在每一400年至800年的周期中,又有周期为50—100年的小循不,温度变动的幅度0.5— 1℃;气候的历史波动是世界性的,但每一最冷时期,似乎都是先从东亚太平洋沿岸出现,而后波及欧洲与非洲的大西洋沿岸。大变动的原因主要受太阳辐射的控制,小变动的原则与大气环流活动有关。这项研究,博大精深,严谨缜密,为学术界树立了光辉的榜样,受到国内外学者的高度赞扬。我国历史地理学家谭其骧: “每读一遍使我觉得此文功夫之深,分量之重,为多年所少见的作品,理应侧身于世界名著之林。”日本气候学家吉野正敏说:“在气候学的历史中,竺可桢起了巨大的作用。……经过半个世纪到今天,他所发表的论文,仍然走在学术界的前面。” 在气象科学研究中,竺可桢一向十分重视气象气候与生产及人类生活的联系。早在1922年,他就发表过《气象学与农业之关系》的学术论文。1964年他又发表了《中国气候特点及其粮食作物生产的关系》,他运用植物学的原理,以太阳辐射总量、温度、雨量三个气候要素为依据,分析了我国气候的特点,气候与农作物生产的关系,论述了我国粮食作物在各地区发展的潜力及限度,为改革栽培制度提出了方向性的意见。这篇论文,受到学术界的高度重视,竺可桢也因之受到毛泽东主席的接见。 竺可桢又是我国物候学研究的创始者。他从1921年起就观察记录物候。1963年和宛敏渭合著《物候学》出版。内容丰富,文字通俗,,普及了物候学知识,提倡因地制宜,利用物候规律安排农事活动。此书一出就迅速销售一空。 竺可桢热爱中国共产党,热爱社会主义事业,1962年6月他以七十二岁高龄,光荣地参加了中国共产党,实现了他多年的夙愿。他品德高尚,大公无私,严以律己,宽以待人;他治学严谨,精益求精,持之以恒,实事求是;他关心青年,奖掖后进,待人诚恳,平易近人;他工作深入,认真细致,鞠躬尽瘁,艰苦奋斗;他坚持原则,追求真理,不畏强御,刚直不阿;他勤奋好学,联系实际,锲尔不舍,始终如一。他不仅在创建近代地理学和气象气候学方面做出了卓越贡献,他追求真理、公而忘私的精神,他的治学态度和工作态度,也为青年一代树立了光辉的榜样。 竺可桢也是我国现代物候学发展的推动者,物候学是他呕心沥血做出了重要贡献的领域之一。我国现代物候学的每一成就都是和他的工作分不开的。 他是我国现代物候观测网的倡导者和组织者。组织起统一的、严格的物候观测网,是现代物候学发展的重要标志。早在1931年的《论新月令》一文里,竺可桢在总结了我国古代物候方面的成就后,就倡议应用新方法开展物候观测。在他的推动下,从1934 年起,前中央研究院气象研究所便选定了21种植物、9种动物、几种水文气象现象和差不多全部农作物,委托各地的农事试验场进行观测,这是我国最早的有组织的物候观测。现在保留有1934—1940年的7年记录,由于抗战期间不少地方停测,其中仅有1934—1936年的记录比较完整。比较正规和连续的观测是从解放后开始的。1953年开始冬小麦的物候观测工作,继而又进行了棉花、水稻的物候观测。1957年起把农作物物候的观测工作推向了全国。1961 年,在竺可桢的指导下,由中国科学院地理研究所主持建立了全国物候观测网,制定了物候观测方法(草案),确定国内共同物候观测种类:木本植物33种、草本植物2种、动物11种。可惜1966—1971年中,多数单位中断了观测,直至1972年才得以恢复。近年,国家气象局所属的各农业气象试验站也开始了物候观测。观测资料已陆续出版,第一期年报的命名和内容,都是竺可桢亲自审定过的。 他还带头撰写物候专著,普及物候知识。1963年出版、1973年增订重印的《物候学》一书,是竺可桢多年研究物候的结晶。他结合我国的实际,系统地介绍了物候学的基本原理,我国古代的物候知识,世界各国物候学的发展,物候学的基本定律,利用物候预告农时的方法等。1973年重印本中增加的“一年中生物物候推移的原动力”一章中他应用唯物辩证法,阐释了物候变化的内外因素及其联系;由于物候变化原因的复杂性,他提出应从生理学、遗传学等方面探索其奥秘。他还认为,物候工作是群众性的工作,希望能在农村广泛开展起来。全书深入浅出,通俗易懂,具有较高的科学性、知识性。他的《中国五千年来气候变迁的初步研究》一文,大量引用了古物候资料和采用了物候学分析方法。日本气候学家吉野正敏评介该文时,说:“在气候学的历史中,竺可桢起了巨大的作用……经过半个世纪到今天,他所发表的论文,仍然走在学术界的前面。

古代气象论文范文

“雷公先唱歌,有雨也不多。”“朝霞不出门,晚霞行千里”……这乃是从古时流传至今的气象谚语,是告知后人在气候变化时应如何应对。如今,气象知识对于人们来说是最普遍不过了,它早已成为每个人都应知晓的生活常识。但是光靠知道一些气象知识是不行的,还要懂得如何应对。前些天,老天似乎生气了,一会儿发出虎啸狮鸣般的轰响——雷鸣;一会儿伤心流涕,泪水像急流倾斜而下——倾盆大雨;一会儿开怀大笑,一边大笑一边还在向大地洒棉花呢——太阳当头照,天上还下着鹅毛大雪,真是喜怒无常。经老天爷这一番捉弄,可把人类给戏弄惨了。早晚的气温要相差10度以上呢,一不留神,病毒将侵入你的体内。你看,早上还穿着高领和棉袄的我,中午烈日炎炎,只好把衣服脱得只剩下棉毛衫了。哎,这天气忽冷忽热的,不把人们折腾出病来才怪呢。也许这对于抵抗力较强的孩子来说没事,可换成是那些身体柔弱的孩子来说,那麻烦可就大了。他们就像一颗刚生长出来的幼苗,经不起狂风的呼啸,只要轻轻一吹,便倒下了。这不,最近几天,我们班级感冒发烧的同学就特别多,每天请假4、5个同学。这一来,不仅影响了健康,也耽误了学习,落下课程。所以,在气温变化无常的春季,朋友们请切记“早上穿的暖,中午热就脱,夜间别穿少。”古人说得好“天灾难防”。近期,我国云南发生了百年一遇的旱灾,多少人民陷入与干旱搏斗之中,受尽了烈日的折磨。天灾无情,它摧毁了人们辛辛苦苦种下的庄稼,将原本的湿润的土地瞬时间变得干燥起来,龟裂开了一道道巨缝。河水枯竭,水井见底,通过电视,我们可以清晰地看见那催人泪下的一幕幕场景。在灾区,到处可见人们正拎着水桶忙着排队领水。只见那水桶一个接着一个排在一起,成了一条蜿蜒的小长队。还有些人家由于严重缺水,独自一人挑着水桶,顶着酷热,到几十里远的山脚下挑水,有时由于体内水分的缺乏,在半路上中暑而晕倒在地。看了这些,想着现在的我,如果渴了的话,倒一杯水简直就是轻而易举。而灾区人民呢,是多么的渴望水啊,有些孩子实在口渴难忍,便挖出一个大坑,喝取泥中仅含的一点点水分。看到这触目惊心的灾情,我恨不得像传说的隔空传播那样,将家中的所有水送到灾区,让人们早日度过难关。水顿时成了灾区人民最珍贵的东西,请我喝酒,不如请我喝水,“现在谁家办红白喜事,水是最珍贵的礼物”这也是人们最期盼的。当国务院受到此严重的消息后,全国动员起来,纷纷向灾区送去了“礼物”,俗话说的好“一方有难,八方支援”,在旱灾人民最危难之际,我国人民向他们伸出了援助之手。灾难虽无情,但我们人是有血有肉的,像汶川大地震这样的大难我们都熬过来了,这一点小小的困难根本就不足挂齿。那么造成这严重灾情的罪魁祸首是谁呢?是我们人类。是我们一再地浪费水资源,污染环境,将温室气体排向天空,使原本清新的空气变得闷热无比,天气反复无常,把老天给惹怒了。所以它变得喜怒无常,地震,干旱,水灾……所有这一切灾害全部是我们人类造成的呀!朋友们,醒一醒吧,难道汶川大地震这个教训不惨重吗?难道你真的要让我们的美丽家园从此变成人间地狱吗?让我大家一起行动起来,用自己的双手保护我们这个美丽的地球村吧,让气象更好地服务于我们人类!

话说我们也是啊~我们高一根本没学怎么写议论文,纠结~我江苏徐州的~~~下面是我查的写议论文的方法。议论文要求1、论点 论点是作者在文章中提出的对某一个问题或某一类事件的看法、观点、主张,它要求要正确 、鲜明、有针对性。如《坚持就是胜利》一文的论点就是一个人要想取得学业上或事业上的 成功,坚持是一个重要条件。 《坚持就是胜利》 人们都想在事业或学业上有所成就,但是,只有一部分人取得了胜利,而相当一部分人却陷入失败的苦痛之中。这是为什么呢? 俗语说“功到自然成”。按理说那些失败者完全可以尝到胜利的喜悦,但他们往往缺少一种 胜利的必要条件,那就是坚持。这就是他们失败的原因。上边的俗语中所提到的“功到”其 中已经隐含了“坚持”的意思。可见,一个人要想取得学业上或事业上的成功,除了个人的 努力之外,坚持也是实现这一目标的重要条件。  英国著名作家狄更斯平时很注意观察生活、体验生活,不管刮风下雨,每天都坚持到街头去 观察、谛听,记下行人的零言碎语,积累了丰富的生活资料。这样,他才在《大卫·科波菲尔》中写下精彩的人物对话描写,在《双城记》中留下逼真的社会背景描写,从而成为英国 一代文豪,取得了他文学事业上的巨大成功。爱迪生曾花了整整十年去研制蓄电池,其间不 断遭受失败的他一直咬牙坚持,经过了五万次左右的试验,终于取得成功,发明了蓄电池, 被人们授与“发明大王”的美称。  狄更斯和爱迪生就是靠坚持而取得最后的胜利的。坚持,使狄更斯为人们留下许多优秀著作,也为世界文学宝库增添了许多精品;坚持,使爱迪生攻克了许许多多的难关,为人类的进步作出不可磨灭的贡献。可见,坚持能够使人取得事业和学业上的成功。 那些失败者往往是在最后时刻未能坚持住而放弃努力,与成功失之交臂。曾记得瑞典一位化 学家在海水中提取碘时,似乎发现一种新元素,但是面对这繁琐的提炼与实验,他退却了。当另一化学家用了一年时间,经过无数次实验,终于为元素家族再添新成员——溴而名垂千古时,那位瑞典化学家只能默默地看着对方沉浸在胜利的喜悦之中。这两位化学家,一位坚持住了,取得了胜利;另一位却没有坚持住,未能取得成功。可见,能否坚持是取得胜利的最后一道障碍。在最黑暗的时刻,也就是光明就要到来的时刻,越在这样的时刻,越需要坚持。因为坚持就是胜利。(李胜) 2、论据  论据是证明论点正确的证据,要想证明论点的正确,首先,论据必须让人觉得真实、可信,能够充分证明论点。其次,论据要具有典型性,能收到“以一当十”的效果。第三,论据要新颖, 尽可能寻找一些新鲜的、能给人以新的感受和启示的论据。切记那些不清楚作者的不要瞎写上作者的名字。 如在《坚持就是胜利》一文中举的狄更斯、爱迪生和瑞典化学家的正反两个方面的事例,都是用来证明论点的论据,既具有典型性,又让人觉得真实可信。 3、论证过程 论证过程是指运用证据阐释证明论点是正确的过程。它要求论述要深刻、周密,讲究说理的艺术,还以习作《坚持就是胜利》为例,这篇作文中就是运用了两种典型的事例:狄更斯、 爱迪生和瑞典化学家的故事,从正文两个方面证明了坚持就是胜利的这一观点,这个过程就 是论证过程。 演绎论证法 演绎论证法是从已知的一般原理,规律出发,推知个别事物本质特征的论证方法。如果说归纳论证法是从特殊到一般,那么,演绎论证法是从一般到特殊。运用演绎论证法要求大前提、小前提必须真实、正确、一致,同时要求推论是合乎逻辑的,否则就会出现纰漏。如习作《坚持就是胜利》采用的就是演绎论证法,大前提是坚持就是胜利,小前提是狄更斯、爱迪生坚持了,所以胜利了,结论自然得出。  此外,论证的方法还有很多,像借古论今法,采用数字法,排比论理法,描写论理法等。我们掌握的方法越多,说理就越有深度,有说服力,就越具有令人折服的逻辑力量,可以在学习过程中逐渐掌握。 议论文有三要素:论点、论据、论证。 根据题目写出一个观点,在加以阐述说明,重要的是要有说服能力,三要素缺一不可,下面的仔细看看,以后就可以多试着写作,这样作文才可以有长进。此外,还要多记一些名言警句和名人事例,以便在作文中更好的应用。 议论文包含论点、论据、论证三个要素。 (一)论点 (1)什么是论点:论点就是文章所要议论、阐述的观点,是作者要表达的看法和主张。阅读议论文,首要的就是寻找、提取和理解文章的论点。 (2)论点有几个:一篇文章的论点,可以是一个,也可以不止一个。如果论点不止一个,那就需要明确中心论点。这几个论点可以是并列的,也可以是递进的,但它们都应该服从全文的中心论点。 (3)论点的位置:文章的论点可以安排在开头,也可以安排在文章的中间或结尾。即可以安排在文章的任何位置。但较多情况是在文章的开头,段落论点也是如此。 (4)论点的呈现方式:有的议论文的论点在文章中用明确的语句表达出来,我们只要把它们找出来即可;有的则没有用明确的语句直接表述出来,需要读者自己去提取、概括。 (5)论点的提出和确立要注意: ①正确性。论点的说服力根植于对客观事物的正确反映,而这又取决于作者的立场、观点、态度、方法是否正确,如果论点本身不正确,甚至是荒谬的,再怎么论证也不能说服人。因此,论点正确是议论文的最起码的要求。 ②鲜明性。赞成什么、反对什么,要非常鲜明,而不能模棱两可,含混不清。 ③新颖性。论点应该尽可能新颖、深刻,能超出他人的见解,不是重复他人的老生常谈,也不是无关痛痒、流于一般的泛泛而谈,应该尽可能独到、新颖。 (二)论据 (1)什么是论据:论据就是证明论点的材料、依据。 (2)论据的类型:①事实的材料,②理论的材料。 ①作为论据的事实材料,可以是a. 具体的事例,b.概括的事实,c. 统计数字,d. 亲身经历、感受。 ②作为论据的理论材料,可以是a.前人的经典著作、至理名言,b. 民间的谚语和俗语,C.科学上的公理、规律等等。 (3)使用论据的要求:①确凿性。我们必须选择那些确凿的、典型的事实。引用经过实践检验的理论材料作为论据时,必须注意所引理论本身的精确涵义。②典型性。引用的事例应该具有广泛的代表性,代表这一类事物的普遍特点和一般性质。③论据与论点的统一。论据是为了证明论点的,因此,两者应该联系紧密一致。 (三)论证 (1)什么是论证:论证就是用论据来证明论点的过程。议论文的论点是要解决“要证明什么”,论据是要解决“用什么来证明”,而论证是解决“如何进行论证”的问题。论证的目的在于揭示出论点和论据之间的内在逻辑关系。 (2)论证的类型:议论文的论证一般分为立论和驳论两大类型。 ①立论是以充足的论据正面证明作者自己论点正确的论证方式;②驳论是以有力的论据反驳别人错误论点的论证方式。立论和驳论都是一种证明,无非一个是从正面证明其正确,而另一个是从反面证明其错误。它们可以使用基本相同的论证方法。 (3)基本的论证方法:包括三大类五种:归纳法、例证法、演绎法、类比法、对比法。 ①归纳法。归纳论证是一种由个别到一般的论证方法。它通过许多个别的事例或分论点,然后归纳出它们所共有的特性,从而得出一个一般性的结论。归纳法可以先举事例再归纳结论,也可以先提出结论再举例加以证明。前者即我们通常所说之归纳法,后者我们称为例证法。例证法就是一种用个别、典型的具体事例实证明论点的论证方法。 ②演绎法。演绎论证是一种由一般到个别的论证方法。它由一般原理出发推导出关于个别情况的结论,其前提和结论之间的联系是必须的。演绎法有三段论、假言推理、选言推理等多种形式,但最重要的是三段论。三段论由大前提、小前提和结论三部分组成。如大前提“凡金属都可以导电”、小前提“铁是金属”、结论“所以铁能导电”。 ③比较法。比较论证是一种由个别到个别的论证方法。通常将它分为二类,一类是类比法,另一类是对比法。类比法是将性质、特点在某些方面相同或相近的不同事物加以比较,从而引出结论的方法。对比法是通过性质、特点在某些方面相反或对立的不同事物之间的比较来证明论点的方法。 (4)驳论方法:驳论有三种方法,即①反驳论点、②反驳论据、③反驳论证。由于议论文是由论点、论据、论证三部分有机构成的,因此驳倒了论据或论证,也就否定了论点,与直接反驳论点具有同样效果。一篇驳论文可以几种反驳方式结合起来使用,以加强反驳的力量和说服力。 ①反驳论点,即直接反驳对方论点本身的片面、虚假或谬误,这是驳论中最常用的方法。②反驳论据,即揭示对方论据的错误,以达到推倒对方论点的目的;因为错误的论点论据必定得出错误的论点。③反驳论证,即揭露对方在论证过程中的逻辑错误,如大前提、小前提与结论的矛盾,对方各论点之间的矛盾,论点与论据之间矛盾等等。

这题真不好写…………TAT但是楼下内位明显不是议论文啊,明显是随便凑得的文啊……咱也很苦恼啊,但是以气象为题的话首先要明确自己要写的“气象”是什么,中心思想是什么。要找能讲得出来东西的话题。然后立意的话就是比较难的了,咱不会…………(对咱来说很难啊)剩下来论证的话就要有板有眼,例子不宜多,

科技论文范文 关联理论视角下的气象科技论文英译 摘 要:关联理论为分析气象科技论文句子的特点及其翻译策略提供了支撑。借助这一理论,本文对气象科技论文英译进行探讨,旨在为气象科技论文的翻译提供借鉴,提高翻译质量,期待在一定程度上帮助中国的气象科技“走出去”。 关键词:气象科技 关联理论 最佳关联 语境效果 一、引言 近年来,气候灾害事件的频繁发生,需要世界各国及时了解和共享最新的气象信息,携手应对气象灾害。然而在科技翻译研究中,国内外学者多从功能理论、目的论等角度研究,很少运用关联理论探讨气象科技论文翻译。赵彦春曾指出:“关联理论不是翻译理论,但可以有效地解释翻译活动,指导翻译活动,奠定翻译本体论和方法论的基础”(赵彦春,1999:276)。 二、让中国气象科技“走出去” 在引进西方先进的气象科技时,我们也要让中国的气象科技“走出去”。气象科技论文作为学术研究与信息传播的载体,在科技合作交流中发挥着重要作用,因此对气象论文英译的需求日益突出。 气象科技论文是科技文献的一种,用以“陈述地球大气圈、气象科技领域所发生或出现的事情,描述其特点、规律、过程等,能有效记录大气科学和气象科技界的动态”(寿邵文,姚永红,2008:178),具有专业性、客观性、科学性和准确性等特点。本文的研究案例――《边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较》是典型的气象科技论文,具有代表性。 在汉语中,由动词构成的动核结构是句子在语义平面上的结构。一个动核结构体现着一个事件或一个命题。因为气象科技汉语描述的主体是从事研究、分析和观测的研究者或设备,而客体往往是客观的事物、自然现象、观测的过程或实验结果,所以在客观描述气象研究内容时,气象科技汉语注重功能和意义,多用主动句,大量使用含动核结构的简单句或分句描述逻辑事理。 三、关联理论与翻译 在Relevance:Communication and Cognition(1986/1995)中,Dan Sperber和Deirdre Wilson提出了有关交际与认知的关联理论,在中西认知语用学领域都产生了较大影响。他们认为,“交际是一个涉及信息意图和交际意图的明示――推理过程”(Sperber and Wilson,2001:50)。1999年,Ernst-August Gutt率先将关联理论运用于翻译研究中。Gutt在Translation and Relevance: Cognition and Context提出,“翻译是一种言语交际行为,是与大脑机制密切联系的推理过程”(Gutt,2004:107)。为了实现原语作者与译语读者之间的最佳交际,译者在处理作者要传递的信息意图时,要作出最佳语境假设,以寻求信息的关联,然后再根据关联度进行推理,取得最大语境效果,使作者的信息意图与读者的心理期待达到最佳关联。气象科技论文属于信息文本,以传播气象科技信息为主。本质上讲,气象科技翻译可视为作者与读者之间的交际活动,译者不仅要将原语作者的信息意图推理出来,还要将此信息意图展现给译语读者。 四、关联理论指导下的气象英译 气象科技论文英译的主要目的是全面而准确地传达原文中所包含的信息。在关联理论指导下,为了满足读者的心理期待,译者要准确分析原语逻辑关系,合理调整语序和划分意群,灵活采用顺译法、倒译法、合译法及转译法等翻译策略。下面从关联理论角度,列举几个典型案例来研究气象科技论文中句子的英译。 (一)顺译法 气象科技汉语中的句子较为简单,句子间逻辑关系比较独立。作者与读者的认知语境虽有差别,但也存在共性。依据关联理论,为了再现原语语境,可以采用顺译法,即按照汉语原句的语序进行翻译。句与句之间的简单对应必然不会对读者的推理过程产生阻碍。但有一点不同,为了准确描述客观规律,英语句子偏长,结构复杂,常常采用各种从句。 案例1:原文:YSU边界层参数化方案是MRF方案的改进版本,次网格尺度扰动通量(w′c′)与平均量(C:u,v,θ,q)的关系为 (二)倒译法 关联理论认为,翻译不能单纯地根据字面意思进行翻译,而是要准确推测原文的深层次语义,把握原文所要传递的信息意图及最佳关联。在描述一些气象定义或实验过程时,气象科技汉语通常先叙述方法后呈现结果,而英语则先结果后方法。所以,为了准确传递作者的信息意图,给读者提供最大的语境效果,常采用倒译法,根据译文读者的语境表达习惯,将内容忠实、规范地表达出来。 案例2:原文:本文采用①高分辨率中尺度WRF模式,通过改变边界层参数化方案进行多组试验②,评估③该模式对美国北部森林地区边界层结构的模拟能力,同时比较④五种不同边界层参数化方案模拟得出的边界层热力和动力结构。 译文:To assess③ the performance of simulating structural characteristics of boundary layers at the forest areas in the northern Unites States and compare④ the thermal and dynamic structures of boundary layers simulated by the five different boundary layer parameterizations, a high resolution mesoscale WRF model was employed① in this paper to carry out② multiple experiments with different boundary layer parameterization configurations. 分析:原文描述的是一个气象实验过程,采用动核结构,分句较多,如果顺着翻译,译文将生硬难懂。根据关联理论,可以采用倒译法。将“结果”译成“目的”并置前,将中文动核结构译成非谓语动词结构,即“to assess...and compare”、“to carry out”,把主动汉语分句整合为含有一个主谓结构的被动英语长句,描述“方法”。这样句子结构严谨,符合英语表达习惯,实现了原文与译文的最佳关联,准确清晰地将作者的信息意图传递给读者。 (三)合译法及转译法 在关联理论框架下,翻译不仅要把握原语语义,还要考虑译入语的逻辑表达习惯,实现话语语境的最佳关联。比如,气象科技文献在解释研究原理时,往往采用表示逻辑连词“因为……所以”、“于是”等。但英语中,有些动词(如cause)或动词短语(如result in,lead to)本身已含因果关系。此外,汉语习惯采用不同词语(多为形容词)表达同一个意思,若逐一翻译,则显得重复��嗦。在描述气象现象时,论文大量使用动核结构,含有多个主谓结构,这跟英语的形合句型完全相反。这时,为了更清晰地表达原文逻辑,实现更大的交际效果,通常采用合译法和转移法,将重复的表达简单化,并灵活转换词性,多使用名词化结构。 案例3:原文:这主要是因为③太阳辐射不断增强①,地表热量也不断增加②,于是③由浮力产生的湍流动能不断增加④,边界层内强的湍流混合能发展到更高的高度⑤。 译文:This is mainly because the increased solar① radiation and surface heat flux result in② the continual increase③ of the turbulent kinetic energy generated by buoyancy and strong turbulent mixing energy in the boundary layer. 分析:原文中①、②、③、④和⑤表达的是同一个意思。依据关联理论,采用合译法和转译法,将①”和②合并“the increased”,动词转换为形容词,使信息明确。③中的连词翻译为动词词组“result in”,准确地体现了逻辑关系。同时④和⑤合译为“the continual increase of”的名词结构。这两种译法的巧妙结合实现了最佳关联,为读者提供了最大语境效果。 四、结语 和传统的翻译理论相比,关联理论框架下的翻译观突破语义层面,更侧重翻译活动的认知与交际属性,将作者的信息意图与读者的心理期待联系起来,以实现最佳关联为目的。这对以传递信息为目的的气象科技论文翻译具有较强的解释力。依据关联理论,为了准确传递气象科技论文的信息意图,译者应以最佳关联原则为翻译准则,使译语读者在推理过程中付出最小的信息处理努力,实现理想的交际效果。 参考文献 [1] 黄文妍,范新勇,等人.边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较[J].北京:地球物理学报,2014(5):1400-1414. [2] Gutt,E.A. Translation and Relevance: Cognition and Context [M].Shanghai Foreign Language Education Press, 2004:107-199. [3] Sperber,D.& Wilson, D. Relevance: Communication and Cognition[M].Second Edition Beijing: Foreign Language Teaching and Research Press. 2001: 50. [4] 寿邵文,姚永红.气象科技英语教程[M].北京:气象出版社,2008:178. [5] 赵彦春.关联理论对翻译的解释力 [J].广州:现代外语,1999(85):276. 看了“气象科技论文怎么写_怎么写气象科技论文”的人还看: 1. 气象科技论文800字 2. 气象科技论文范文 3. 气象科技服务论文范例 4. 气象科技论文 5. 气象科技论文2500字 a("conten"); 共2页: 上一页 1 2 下一页

nature期刊气象学

来自于德国马普太阳系研究所、加拿大艾伯塔大学和美国加州大学洛杉矶分校的科学家们已经提出了一个新的三维计算机模型,成功地描述和解释了木星带状风圈的所有重要特征。这项模拟暗示,木星上的风流系统也许一直深入到7000公里以下的深层大气之中。 驱动这些风流的力量是一些较小的湍流,它们被行星弯曲的表面和迅速的自转整理成了环绕行星的带状风圈。这个计算机模型还解释了为什么会存在两种类型的风圈:赤道附近的是强劲而宽阔的风圈,而较高纬度则是狭窄的微风带。这些原因深藏在行星的内部,在那里,极大的压强使得大气呈现出一种金属状态。(《自然(Nature)》杂志,2005年11月10日)电脑模拟的木星。Image credit: UCLA. 点击放大 木星,我们太阳系中最大的行星,提供了一幅迷人的景色。许多不同色彩的云带就像腰带一样环抱着这颗行星,这些云带反映出了一个极其强劲和稳定的,沿着东西方向吹动的风流系统。将1979年的旅行者号(VOYAGER)和最近的卡西尼(CASSINI)飞船所做的测量进行比较,结果显示这个系统几乎没有发生过变化。这些风随着云带的变化而改变方向:赤道两边暗云带中的风吹向东方,而两极附近暗云带中的风则吹向西方。最强的风圈位于赤道上,以每秒170米的速度吹向东方。这些风圈可以被分成两类 :较强、较宽的风圈集中在赤道附近,而较高纬度的风圈通常较弱、较窄。德国、加拿大和美国的研究者组成的小组已经提出了第一个计算机模型,能够模拟木星风圈系统的所有重要性质,并且可以解释它的起源。关于木星大气动力学的模型可以被分 为两类:浅层模型和深层模型。浅层模型的支持者们将地球气象学中发展起来的技术应用到木星的大气层之中。因为与行星的直径相比,地球的大气层是非常薄的,它的球壳形态可以用一个简化的球面来近似,这使得计算机模拟可以运行得迅速得多。 这种模型也成功地产生出了几条云带,但在其他方面却失败了:赤道风圈——木星上最强的风圈吹错了方向,两类风圈之间的差别也消失了,所有的风圈都差不多。在上世纪70年代,德国拜罗伊特大学的荣誉退休教授弗雷德里克·伯西(Friedrich Busse)发展出第一个深层动力学模型。他指出,木星和地球大气之间,存在着一个重要的差异:地球的大气是有行星的岩石表面做为边界的。而木星是一个气体行星。根本没有一个底面能够将风限制在薄薄的 一层球面上。木星的大气主要由氢和氦所组成。气压随着深度的增加而增大。在某个临界点,氢气分子会被压缩得非常靠近,以至于形成了一种金属性的导电状态。木星的强磁场会在更深层的导电区域中阻止任何速度较快的运动。这样,高速风流就被限制在了外侧10%的行星半径之内。基于弗雷德里克·伯西的这个想法,新的计算机模型模拟了深达7000公里的外层大气。德国马普太阳系研究所的约翰尼斯·威屈(Johannes Wicht)已经发展了一种计算机程序,可以在一个自转的球壳中模拟由对流驱动的流体运动。计算结果为木星风流系统的发展过程和形成原因提供了一种新颖的看法。在地球上,气候变化是由来自于太阳的热量驱动的。然而在木星上,来自于行星内部的热量扮演了更重要的角色。这种强大的能源首先驱动了小尺度上狂暴的对流运动。但是就像行星一样,自转系统中的流体动力学展示了一些特别的性质:这些系统的流动总是趋向于保持自转轴方向不变。因此对流运动,比如地球上的飓风,就会试图将自己组织成圆柱状的结构。但是柱状的结构与行星的球体形状是冲突的。球面曲率很难影响较小的涡流结构。可是,存在着一个特定的临界涡流大小,此时球面曲率的影响就会变得与对流力量同样重要了。这个由理论上计算出来的大小被称为莱茵斯长度, 这是以华盛顿大学的一位教授彼得·莱茵斯(Peter B Rhines)的名字命名的。当涡流的直径达到莱茵斯长度时,行星的曲率就开始将对流性的动能组织成环球性的风圈。因此,莱茵斯长度不仅决定了行星表面风圈的宽度,还决定了风圈的数量。但是为什么会存在两种不同类型的风圈呢?计算机模型也为这个问题提供了答案。环绕着赤道的风圈可以向南北两个半球延伸。这在较高纬度的地区是不可能的,因为这些风的延伸范围会被行星内部的导电区域所阻隔。导电区域形成的内侧边界拥有更高的曲率,改变了高纬度区域莱茵斯长度的数值。当考虑了这种效 应之后,模拟和观测就完全一致了:这些风圈比那些赤道周围的风圈更窄,形成了另一类不同的风圈。

从Fortran到arXiv.org,这些计算机编码和平台让生物学、气候科学和物理学等学科的发展达到了真正“日新月异”的速度。

2019年,事件视界望远镜团队让世界首次看到了黑洞的样子。不过,研究人员公布的这张发光环形物体的图像并不是传统的图片,而是经过计算获得的。利用位于美国、墨西哥、智利、西班牙和南极地区的射电望远镜所得到的数据,研究人员进行了数学转换,最终合成了这张标志性的图片。研究团队还发布了实现这一壮举所用的编程代码,并撰文记录这一发现,其他研究者也可以在此基础上进一步加以分析。

这种模式正变得越来越普遍。从天文学到动物学,在现代每一项重大科学发现的背后,都有计算机的参与。美国斯坦福大学的计算生物学家迈克尔·莱维特因“为复杂化学系统创造了多尺度模型”与另两位研究者分享了2013年诺贝尔化学奖,他指出,今天的笔记本电脑内存和时钟速度是他在1967年开始获奖工作时实验室制造的计算机的1万倍。“我们今天确实拥有相当可观的计算能力,”他说,“问题在于,我们仍然需要思考。”

如果没有能够解决研究问题的软件,以及知道如何编写并使用软件的研究人员,一台计算机无论再强大,也是毫无用处的。如今的科学研究从根本上已经与计算机软件联系在一起,后者已经渗透到研究工作的各个方面。近日,《自然》(Nature)杂志将目光投向了幕后,着眼于过去几十年来改变科学研究的关键计算机代码,并列出了其中10个关键的计算机项目。

这台CDC 3600型计算机于1963年交付给位于科罗拉多州博尔德的国家大气研究中心,研究者在Fortran编译器的帮助对其进行了编程

语言先驱:Fortran编译器(1957年)

最初的现代计算机并不容易操作。当时的编程实际上是手工将电线连接成一排排电路来实现的。后来出现了机器语言和汇编语言,允许用户用代码为计算机编程,但这两种语言都需要对计算机的架构有深入的了解,使得许多科学家难以掌握。

20世纪50年代,随着符号语言的发展,特别是由约翰·巴克斯及其团队在加州圣何塞的IBM开发的“公式翻译”语言Fortran,这种情况发生了变化。利用Fortran,用户可以用人类可读的指令来编程,例如x = 3 + 5。然后由编译器将这些指令转换成快速、高效的机器代码。

不过,这一过程仍然很不容易。早期的程序员使用打孔卡来输入代码,而复杂的模拟可能需要数万张打孔卡。尽管如此,新泽西州普林斯顿大学的气候学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)还是指出,Fortran让非计算机科学家也能编程,“这是我们第一次能够自己给计算机编程”。他和同事们利用这种语言开发的气候模型是最早取得成功的模型之一。

Fortran发展至今已经到了第八个十年,它仍然广泛应用于气候建模、流体动力学、计算化学等学科,这些学科都涉及到复杂线性代数并需要强大的计算机来快速处理数字。Fortran生成的代码速度很快,而且仍然有很多程序员知道如何编写。古早的Fortran代码库仍然活跃在世界各地的实验室和超级计算机上。“以前的程序员知道他们在做什么,”美国海军研究院的应用数学家和气候模型师弗兰克·吉拉尔多说,“他们非常注重内存,因为他们拥有的内存非常少。”

信号处理器:快速傅立叶变换(1965)

当射电天文学家扫描天空时,他们捕捉到的是随时间变化的复杂信号杂音。为了理解这些无线电波的本质,他们需要看到这些信号作为频率的函数时是什么样的。一种名为“傅里叶变换”的数学过程可以帮到研究人员,但它的效率很低,对于一个大小为N的数据集需要N^2次计算。

1965年,美国数学家詹姆斯·库利和约翰·杜基想出了一种加速该过程的方法。快速傅里叶变换(FFT)通过递归(一种通过重复将问题分解为同类的子问题而解决问题的编程方法)将计算傅里叶变换的问题简化为N log2(N)步。随着N的增加,速度也会提高。对于1000个点,速度提升大约是100倍;100万个点则是5万倍。

这个“发现”实际上是一个再发现,因为德国数学家高斯在1805年就对此进行了研究,但他从未发表过。而詹姆斯·库利和约翰·杜基做到了,他们开启了傅里叶变换在数字信号处理、图像分析、结构生物学等领域的应用,成为应用数学和工程领域的重大事件之一。FFT在代码中的应用已有很多次,近年一个流行的方案是FFTW,被认为是世界上最快的FFT。

保罗·亚当斯是加州劳伦斯伯克利国家实验室分子生物物理学和综合生物成像部门的主任,他回忆称,当他在1995年改进细菌蛋白质凝胶的结构时,即使使用FFT和超级计算机,也需要“很多个小时,甚至数天”的计算。“如果在没有FFT的情况下尝试做这些,我不知道在现实中应该如何做到,”他说,“那可能要花很长时间。”

分子编目:生物数据库(1965年)

数据库是当今科学研究中不可或缺的组成部分,以至于人们很容易忘记它们也是由软件驱动的。过去的几十年中,数据库资源的规模急剧膨胀,影响了许多领域,但或许没有哪个领域的变化会比生物学领域更引人注目。

蛋白质数据库Protein Data Bank拥有超过17万个分子结构的档案,包括这种细菌的“表达子”(expressome),其功能是结合RNA和蛋白质合成的过程。

今天,科学家所用的庞大基因组和蛋白质数据库源于美国物理化学家玛格丽特·戴霍夫的工作,她也是生物信息学领域的先驱。20世纪60年代初,当生物学家们致力于梳理蛋白质的氨基酸序列时,戴霍夫开始整理这些信息,以寻找不同物种之间进化关系的线索。她与三位合著者于1965年发表了《蛋白质序列和结构图谱》,描述了当时已知的65种蛋白质的序列、结构和相似性。 历史 学家布鲁诺·斯特拉瑟在2010年写道,这是第一个“与特定研究问题无关”的数据集,它将数据编码在打孔卡中,这使得扩展数据库和搜索成为可能。

其他“计算机化”的生物数据库紧随其后。蛋白质数据库Protein Data Bank于1971年投入使用,如今详细记录了超过17万个大分子结构。加州大学圣地亚哥分校的进化生物学家拉塞尔·杜利特尔在1981年创建了另一个名为Newat的蛋白质数据库。1982年,美国国立卫生研究院(NIH)与多个机构合作,成立了GenBank数据库,这是一个开放获取的DNA序列数据库。

这些数据库资源在1983年7月证明了其存在价值。当时,由伦敦帝国癌症研究基金会蛋白质生物化学家迈克尔·沃特菲尔德领导的团队,与杜利特尔的团队各自独立报道了一个特殊的人类生长因子序列与一种导致猴子出现癌症的病毒蛋白质之间的相似性。观察结果显示了一种病毒诱发肿瘤机制——通过模仿一种生长因子,病毒会诱导细胞不受控制地生长。美国国家生物技术信息中心(NCBI)前主任詹姆斯·奥斯特尔说:“这一结果让一些对计算机和统计学不感兴趣的生物学家头脑里灵光一闪:我们可以通过比较序列来了解有关癌症的一些情况。”

奥斯特尔还表示,这一发现标志着“客观生物学的到来”。除了设计实验来验证特定的假设,研究人员还可以挖掘公共数据集,寻找那些实际收集数据的人可能从未想到的联系。当不同的数据集连接在一起时,这种力量就会急剧增长。例如,NCBI的程序员在1991年通过Entrez实现了这一点;Entrez是一个可以让研究人员在DNA、蛋白质和文献之间自由检索和比对的工具。

预测领先者:大气环流模式(1969年)

在第二次世界大战结束时,计算机先驱约翰·冯·诺伊曼开始将几年前用于计算弹道轨迹和武器设计的计算机转向天气预测问题。真锅淑郎解释道,在那之前,“天气预报只是经验性的”,即利用经验和直觉来预测接下来会发生什么。相比之下,冯·诺伊曼的团队“试图基于物理定律进行数值天气预测”。

新泽西州普林斯顿的美国国家海洋和大气管理局(NOAA)地球物理流体动力学实验室的建模系统部门负责人Venkatramani Balaji表示,几十年来,人们已经熟知这些方程式。但早期的气象学家无法实际解决这些问题。要做到这一点,需要输入当前的条件,计算它们在短时间内会如何变化,并不断重复。这个过程非常耗时,以至于在天气状况实际出现之前还无法完成数学运算。1922年,数学家刘易斯·弗莱·理查森花了几个月时间计算德国慕尼黑的6小时预报。根据一段 历史 记载,他的结果是“极不准确的”,包括“在任何已知的陆地条件下都不可能发生的”预测。计算机使这个问题变得很容易解决。

20世纪40年代末,冯·诺伊曼在普林斯顿高等研究院建立了天气预报团队。1955年,第二个团队——地球物理流体动力学实验室——开始进行他所谓的“无限预测”,也就是气候建模。

真锅淑郎于1958年加入气候建模团队,开始研究大气模型;他的同事柯克·布莱恩将这一模型应用在海洋研究中。1969年,他们成功将二者结合起来,创造了《自然》杂志在2006年所说的科学计算“里程碑”。

今天的模型可以将地球表面划分为一个个25公里 25公里的正方形,并将大气层划分为数十层。相比之下,真锅淑郎和布莱恩的海洋-大气联合模型划分的面积为500平方公里,将大气分为9个层次,只覆盖了地球的六分之一。尽管如此,Venkatramani Balaji表示,“这个模型做得很好”,使研究团队第一次能够通过计算机预测二氧化碳含量上升的影响。

数字运算机:BLAS(1979年)

科学计算通常涉及到使用向量和矩阵进行相对简单的数学运算,但这样的向量和矩阵实在太多了。但在20世纪70年代,还没有一套普遍认可的计算工具来执行这些运算。因此,从事科学工作的程序员会将时间花在设计高效的代码来进行基本的数学运算,而不是专注于科学问题。

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Cray-1超级计算机。在BLAS编程工具于1979年问世之前,并没有线性代数标准可供研究人员在Cray-1超级计算机等机器上工作

编程世界需要一个标准。1979年,这样的标准出现了:基本线性代数程序集(Basic Linear Algebra Subprograms,简称BLAS)。这是一个应用程序接口(API)标准,用以规范发布基础线性代数操作的数值库,如矢量或矩阵乘法。该标准一直发展到1990年,为向量数学和后来矩阵数学定义了数十个基本例程。

美国田纳西大学计算机科学家、BLAS开发团队成员杰克·唐加拉表示,事实上,BLAS把矩阵和向量数学简化成了和加法和减法一样基本的计算单元。

美国德克萨斯大学奥斯汀分校的计算机科学家Robert van de Geijn指出,BLAS“可能是为科学计算定义的最重要的接口”。除了为常用函数提供标准化的名称之外,研究人员还可以确保基于BLAS的代码在任何计算机上以相同方式工作。该标准还使计算机制造商能够优化BLAS的安装启用,以实现在其硬件上的快速操作。

40多年来,BLAS代表了科学计算堆栈的核心,也就是使科学软件运转的代码。美国乔治·华盛顿大学的机械和航空航天工程师洛雷娜·巴尔巴称其为“五层代码中的机械”。而杰克·唐加拉说:“它为我们的计算提供了基础结构。”

显微镜必备:NIH Image(1987年)

20世纪80年代初,程序员韦恩·拉斯班德在马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院的脑成像实验室工作。该实验室拥有一台扫描仪,可以对X光片进行数字化处理,但无法在电脑上显示或分析。为此,拉斯班德写了一个程序。

这个程序是专门为一台价值15万美元的PDP-11小型计算机设计的,这是一台安装在架子上的计算机,显然不适合个人使用。然后,在1987年,苹果公司发布了Macintosh II,这是一个更友好、更实惠的选择。拉斯班德说:“在我看来,这显然是一种更好的实验室图像分析系统。”他将软件转移到新的平台上,并重新命名,建立了一个图像分析生态系统。

NIH Image及其后续版本使研究人员能在任何计算机上查看和量化几乎任何图像。该软件系列包括ImageJ,一个拉斯班德为Windows和Linux用户编写的基于Java的版本;以及Fiji,这是ImageJ的分发版,由德国德累斯顿的马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的Pavel Tomancak团队开发,其中包括关键的插件。“ImageJ无疑是我们所拥有的最基础的工具,”布洛德研究所(由麻省理工学院和哈佛大学联合创立)成像平台的计算生物学家贝丝·契米妮说,“我从来没有和一个使用过显微镜,但没有使用过ImageJ或Fiji的生物学家说过话。”

拉斯班德表示,部分原因可能是这些工具是免费的。但威斯康星大学麦迪逊分校的生物医学工程师Kevin Eliceiri指出,另一个原因是用户可以很容易地根据自己的需求定制工具。自拉斯班德退休后,Kevin Eliceiri的团队一直领导着ImageJ的开发。ImageJ提供了一个看似简单、极简主义的用户界面,自20世纪90年代以来基本上没有改变。然而,由于其内置的宏记录器(允许用户通过记录鼠标点击和菜单选择的序列来保存工作流)、广泛的文件格式兼容性和灵活的插件架构,该工具具有无限的可扩展性。该团队的编程主管柯蒂斯·鲁登表示,有“数以百计的人”为ImageJ贡献了插件。这些新添加的功能极大扩展了研究人员的工具集,例如在视频中跟踪对象或自动识别细胞的功能。

Kevin Eliceiri说:“这个程序的目的不是做到一切或终结一切,而是服务于用户的目标。不像Photoshop和其他程序,ImageJ可以成为你想要的任何东西。”

序列搜索器:BLAST (1990年)

可能没有什么能比把软件名称变成动词更能说明文化的相关性了。提到搜索,你会想到谷歌;而提到遗传学,研究者会立刻想到BLAST。

通过诸如替代、删除、缺失和重排等方式,生物将进化中的改变蚀刻在分子序列中。寻找序列之间的相似性——特别是蛋白质之间的相似性——可以让研究人员发现进化关系,并深入了解基因功能。在迅速膨胀的分子信息数据库中,想要快速而准确地做到这一点并不容易。

玛格丽特·戴霍夫在1978年提供了关键的进展。她设计了一种“点接受突变”矩阵,使研究人员不仅可以根据两种蛋白质序列的相似程度,还可以根据进化距离来为评估它们的亲缘关系。

1985年,弗吉尼亚大学的威廉·皮尔森和NCBI的大卫·利普曼引入了FASTP,这是一种结合了戴霍夫矩阵和快速搜索能力的算法。

数年后,利普曼与NCBI的沃伦·吉什和斯蒂芬·阿特舒尔,宾夕法尼亚州立大学的韦伯·米勒,以及亚利桑那大学的吉恩·迈尔斯一起开发了一种更强大的改进技术:BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)。BLAST发布于1990年,将处理快速增长的数据库所需的搜索速度,与提取进化上更为遥远的匹配结果的能力结合起来。与此同时,该工具还可以计算出这些匹配发生的概率。

阿特舒尔表示,计算结果出来得非常快,“你可以输入搜索内容,喝一口咖啡,搜索就完成了。”但更重要的是,BLAST很容易使用。在一个通过邮寄更新数据库的时代,沃伦·吉什建立了一个电子邮件系统,后来又建立了一个基于网络的架构,允许用户在NCBI计算机上远程运行搜索,从而确保搜索结果始终是最新的。

哈佛大学的计算生物学家肖恩·艾迪表示,BLAST系统为当时处于萌芽阶段的基因组生物学领域提供了一个变革性的工具,即一种根据相关基因找出未知基因可能功能的方法。对于各地的测序实验室,它还提供了一个新颖的动词。“它是众多由名词变成动词的例子之一,”艾迪说,“你会说,你正准备BLAST一下你的序列。”

预印本平台:arXiv.org (1991年)

20世纪80年代末,高能物理学家经常将他们已投稿的论文手稿副本邮寄给同行,征求他们的意见——但只发给少数人。物理学家保罗·金斯帕格在2017年写道:“处于食物链较低位置的人依赖于一线研究者的成果,而非精英机构中有抱负的研究人员则往往身处特权圈以外。”

1991年,当时在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室工作的金斯帕格编写了一个电子邮件自动应答程序,希望建立一个公平的竞争环境。订阅者每天都会收到预印本列表,每一篇都与文章标识符相关联。只需通过一封电子邮件,世界各地的用户就可以从实验室的计算机系统中提交或检索论文,并获得新论文的列表,或按作者或标题进行搜索。

金斯帕格的计划是将论文保留三个月,并将内容限制在高能物理学界。但一位同事说服他无限期地保留这些文章。他说:“就在那一刻,它从布告栏变成了档案馆。”于是,论文开始从比各个领域如潮水般涌来。1993年,金斯伯格将这个系统迁移到互联网上,并在1998年将其命名为arXiv.org,沿用至今。

arXiv成立已近30年,拥有约180万份预印本,全部免费提供,而且每月有超过1.5万份论文提交,下载量达3000万次。十年前,《自然-光子学》(Nature Photonics)的编辑在评论arXiv创立20周年时写道:“不难看出为什么arXiv的服务会如此受欢迎,这个系统让研究人员能快速而方便地插上旗帜,显示他们所做的工作,同时避免投稿传统同行评议期刊时的麻烦和时间成本。”

arXiv网站的成功也促进了生物学、医学、 社会 学和其他学科同类预印本网站的繁荣。在如今已出版的数万份关于新冠病毒的预印本中就可以看到这种影响。“很高兴看到30年前在粒子物理学界之外被认为是异端的方法,现在被普遍认为是平淡无奇和自然而然的,”金斯伯格说,“从这个意义上说,它就像一个成功的研究项目。”

数据浏览器:IPython Notebook (2011年)

2001年,费尔南多·佩雷斯还是一位希望“寻找拖延症”的研究生,当时他决定采用Python的一个核心组件。

Python是一种解释型语言,这意味着程序是逐行执行的。程序员可以使用一种称为“读取-评估-打印循环”(read–evaluate–print loop,简称REPL)的计算调用和响应工具,在其中输入代码,然后由解释器执行代码。REPL允许快速 探索 和迭代,但佩雷斯指出,Python的REPL并不是为科学目的而构建的。例如,它不允许用户方便地预加载代码模块,也不允许打开数据可视化。因此,佩雷斯自己编写了另一个版本。

结果就是IPython的诞生,这是一个“交互式”Python解释器,由佩雷斯在2001年12月推出,共有259行代码。十年后,佩雷斯与物理学家布莱恩·格兰杰和数学家埃文·帕特森合作,将该工具迁移到web浏览器上,推出了IPython Notebook,开启了一场数据科学革命。

与其他计算型Notebook一样,IPython Notebook将代码、结果、图形和文本合并在一个文档中。但与其他类似项目不同的是,IPython Notebook是开源的,邀请了大量开发者社区的参与其中。而且它支持Python,一种很受科学家欢迎的语言。2014年,IPython演变为Jupyter,支持大约100种语言,允许用户在远程超级计算机上 探索 数据,就像在自己的笔记本电脑上一样轻松。

《自然》杂志在2018年写道:“对于数据科学家,Jupyter实际上已经成为一个标准。”当时,在GitHub代码共享平台上有250万个Jupyter Notebook;如今,这一数字已经发展到1000万个,在2016年引力波的发现,以及2019年的黑洞成像工作中,它们都发挥了重要的作用。佩雷斯说:“我们对这些项目做出了很小的贡献,这是非常值得的。”

快速学习器:AlexNet(2012年)

人工智能有两种类型。一种是使用编码规则,另一种则通过模拟大脑的神经结构来让计算机“学习”。加拿大多伦多大学的计算机科学家杰弗里•辛顿表示,几十年来,人工智能研究人员一直认为后者是“一派胡言”。但在2012年,他的研究生亚力克斯·克里泽夫斯基和伊尔亚·苏茨克维证明了事实并非如此。

在一年一度的ImageNet比赛中,研究人员被要求在一个包含100万张日常物体图像的数据库中训练人工智能,然后在一个单独图像集上测试生成的算法。辛顿表示,当时最好的算法错误分类了大约四分之一的图像。克里泽夫斯基和苏茨克维的AlexNet是一种基于神经网络的“深度学习”算法,它将错误率降低到了16%。辛顿说:“我们基本上把错误率减半了,或者说几乎减半了。”

辛顿还指出,该团队在2012年的成功反映了足够大的训练数据集与出色的编程,以及新出现的图形处理单元的强大能力的结合。图形处理单元是最初设计用来加速计算机视频性能的处理器。“突然之间,我们可以将(算法)运行速度提高30倍,”他说,“或者说,学习多达30倍的数据。”

真正的算法突破实际上发生在三年前,当时辛顿的实验室创建了一个神经网络,可以比经过几十年改进的传统人工智能更准确地识别语音。“只是稍微好一点,”辛顿说,“但这已经预示了某些东西。”

这些成功预示着深度学习在实验室研究、临床医学和其他领域的崛起。通过人工智能的深度学习,手机能够理解语音查询,图像分析工具能够很容易地在显微照片中识别出细胞;这就是为什么AlexNet会成为众多从根本上改变科学,也改变世界的工具之一。(任天)

五十年前,一个惊人的逆转改变了我们长久以来认为地球上的大陆是永久固定的看法。

1966年,约翰·图佐·威尔逊(J. Tuzo Wilson)在《自然》(Nature)杂志上发表了《大西洋曾经关闭之后又重新打开了?》(Did the Atlantic Close and then Re-Open?)的文章。这位加拿大作家向当时认为大陆是固定的主流观点介绍了我们这个星球表面的大陆和海洋是连续运动着的想法。这个理论被称为板块构造理论,它描述了地球外壳的大规模运动,也解释了大陆陆地边缘(例如,加利福尼亚州的圣安德烈亚斯断层和南美洲安第斯山脉)构造活动(如地震和山脉形成)的成因。

在这个理论50多岁的时候,科学家们怀着对这个星球表面过去和未来面貌的兴趣,正在重新审视板块构造理论:找到它对一些新发现能做出很好解释的一面和仍无法解释的一些方面。

这一理论的证据

虽然大家普遍接受板块构造理论的时间比奥巴马(Barack Obama)的出生时间要晚,但其实早在1912年德国科学家阿尔弗雷德·魏格纳(Alfred Wegener)就首先提出了这一假说。

一张具有现代大陆轮廓的原始超大陆、泛大陆地图。(图片来源:Kieff, CC BY-SA)

他指出,现在的地球大陆可以像一张拼图一样拼合在一起。作为气象学家的魏格纳分析化石记录后,发现一些相似物种曾经共同栖居在如今已在地理上互相分隔的地方,于是他提出这些大陆曾一度是一个整体。但是,因为没有一个机制来解释这些大陆实际上是如何能够“漂移”的,大多数地质学家都不认同他的想法。他自身“业余”地质学家的地位,再加上第一次世界大战后的反德情绪,使得他的假说最多被视为一种假想。

1966年,图佐?威尔逊在早期理论的基础上补充了缺失的一环:大西洋曾经至少打开和关闭过一次。通过研究岩石类型,他发现,新英格兰和加拿大的部分地区源于欧洲大陆,而挪威和苏格兰的部分地区源于美洲大陆。根据这一证据,威尔逊提出,大西洋曾经打开、关闭并重新打开过,在此过程中一个大陆会附带上相邻大陆的部分地区。

而且确实有证据能够证明我们这个星球的大陆不是固定的。

地球表面的15个主要板块。(图片来源:USGS)

板块构造的过程

地球的地壳和地幔(朝向地球中心位于地壳下的一层)顶部大概有150千米深。它们一起被称作岩石圈,也就是板块构造学说中所说的“板块”。现在我们知道覆盖地球地表有15个主要的板块,大约在以我们指甲生长的速度移动。

运用岩石的放射性定年法,我们了解到,没有海洋有超过2亿年的历史,然而我们的大陆却老得多。海洋的打开和关闭过程——被称为威尔逊周期——解释了地球的表面是如何演变的。

大陆断裂是地球内部的熔岩流动方式发生变化造成的,其会作用于岩石圈,改变板块运动的方向,比如南美洲从非洲大陆断开就是这样的原因。下一步就是大陆漂移、海底扩张和海洋形成——在这里也就指大西洋的形成。事实上,大西洋目前仍然是在打开的过程中,在海洋正中产生新的用于形成板块的物质,使得从纽约到伦敦的飞行距离每年增加几英寸。

一张“威尔逊周期”的简化图。(图片来源:Philip Heron, CC BY)

当海洋的构造板块沉到另一个板块下面后,海洋就会关闭,这一过程被地质学家称为“俯冲”。在美国的太平洋西北海岸,海洋板块正在向大陆下滑动,进入岩石圈下面的地幔,造成圣海伦斯火山和喀斯喀特山脉缓慢的移动。

除了正在进行的延伸(构建)和俯冲(破坏),板块还可以简单地互相摩擦——这通常会引发大地震。这些相互作用被称为“保守运动”(“conservative”),也是图佐?威尔逊早在20世纪60年代发现的。这三个过程都发生在板块界限的边缘。

但是,当传统板块学说试图去解释其他一些现象的时候就有点不成立了。例如,在远离板块边界的大陆内部产生山脉和地震的原因又是什么?

隐退了但没有消亡

答案可能就隐藏在一张由我和同事拼接的古代大陆碰撞的地图中。

在过去的20年中,提高了的计算机功能和数学技术使研究人员能够更清楚地观察地壳以下的区域和探索我们板块更深处的部位。在全球范围内,我们发现许多古代大陆碰撞留下的“疤痕”,这些碰撞塑造了现在大陆板块内部的样貌。

现在的板块边界(白色)与隐藏的能重新激活控制板块构造的板块边界(黄色)。地壳下的异常疤痕由黄色十字标记出来。

(图片来源:Philip Heron, CC BY)

一张古大陆碰撞的地图可能代表着隐藏的构造活动区域。这些地壳下的旧时印记可能仍然支配着地表活动——尽管这些印记在地表以下很远的地方。如果这些深处(30多千米以下)的伤疤结构被重新激活,就会造成灾难性的新的构造活动。

过去板块边界中的很多部分也许从没有真正消失,这些遗留下来的结构会造成地质演化,而且可能会是现在大陆内部看到的地质活动的原因。

2900千米以下的神秘团块

现代地球物理成像也显示,在地核和地幔边界上出现了两个化学“团块”(被认为可能是在我们的星球形成过程中产生的)。

这些炽热、高密度的物质位于非洲和太平洋板块之下。研究位于地球地表2900余千米以下的位置是很难的,而且没人知道它们源于哪里或是用来做什么的。当这些异常物质构成的团块与已经从地表俯冲到地幔深处的冰冷洋底相互接触,就会产生新的炽热的地幔熔流和团块物质,进而引起地表超级火山的爆发。

这是否意味着板块构造过程控制着这些团块的行为?或者说这些未知的深层团块实际上正通过释放炽热的物质分开大陆,从而控制着我们所看到的地表形态?

这些问题的答案都可能会撼动板块构造学说的根基。

亚利桑那州立地震学专家埃德·加内罗(Ed Garnero)对100多年间地球内部研究进展的总结。(图片来源:Ed Garnero, CC BY)

其他年代和位置的板块构造

而且这些问题当中最重要的一个仍然没有被解答:板块构造是怎么开始的?

早期地球的内部具有比现在明显高得多的温度和因而所具有的不同物理性质,板块构造活动也许与我们现今的大陆学说所预示的不一样。我们对今天的地球的理解可能与其最早的状态没什么太多共通之处,所以我们可能需要构想出一个完全不同的世界。

在未来几年,我们也许能够把我们在这里发现的有关板块构造是如何开始的知识应用到现实中的其他世界——在我们宇宙的可居住区域内发现的数十亿个外星球。

令人惊讶的是,到目前为止,地球是我们所知道的唯一具有板块构造的星球。比如在我们的太阳系,金星常被认为是地球的孪生子——只是在地狱般的天气和完全没有板块构造这两方面与地球有所区别。

令人难以置信的是,行星生成复杂生命的能力与板块构造是密不可分的。一个完整不动的地表帮金星产生了含有96%二氧化碳的有毒大气,这样的大气是不适合生命生存的。而在地球上,“俯冲”过程则有助于推动大气中的碳进入行星内部。

但要解释复杂生命如何在5亿年前大爆发而遍布整个世界还是很难的,不过大陆融合进一步促进了大气中二氧化碳的清除。这一异常缓慢的过程是由二氧化碳与雨水混合冲刷大陆岩石开始的,这种组合可以形成富碳的石灰石,随后石灰石被冲到海底,参与到板块构造当中。漫长的(即使是地质学时间尺度)去除碳的过程最终会创造出一个更适于呼吸的大气。板块构造过程只花了30多亿年就达到了适合地球生命生存的碳平衡。

一个目前成立的学说,但以后呢?

从1966年威尔逊的论文后的五十年间,物理学家已从认为大陆从不移动,进步到认为每一个动作都可能会在我们的地球上留下一个永久的印记。如果板块构造方式发生了改变(我们知道它可以),这里的生命会是完全不同的形态。不断变化的地幔温度可能会影响岩石圈与其他内部休眠的板块构造之间的相互作用,甚至停止板块构造。抑或那些与大陆面积相当的化学团块会偏离他们相对稳定的状态而发生移动,从而释放它们深处储存池内的物质,形成超级火山。

如果不明白我们的开端,就很难理解我们的未来会怎样。通过发现过去的秘密,也许能够预测板块构造未来的运动。

原文来自:科学美国人

作者简介:Philip Heron,多伦多大学地球动力学博后。

翻译:赵倩茹  审校:傅斓

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