1947年9月，國際氣象組織在華盛頓召開會議，審議和通過了《世界氣象組織公約》。1950年3月23日，在這一公約正式生效後，國際氣象組織更名為世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO），並在1951年成為聯合國的專門機構。1960年6月，世界氣象組織通過決議，把每年的3月23日定為世界氣象日。每年世界氣象日，世界氣象組織和國際氣象界都會圍繞一個相關主題舉行宣傳科普活動。從1961年到2019年，我們已經經歷了59個世界氣象日，其中7年的主題與水直接相關，如1967年“天氣和水”，1977年“天氣與水”，1997年“天氣與城市水問題”，2001年“天氣、氣候和水的志願者”，2004年“信息時代的天氣、氣候和水”，2005年“天氣、氣候、水和可持續發展”，2012年“天氣、氣候和水為未來增添動力”。看到這裡，有的讀者就會產生疑問了，為什麼世界氣象組織這麼重視水的事情呢？憑感覺這應該是世界水文組織的事情呀，但實際上，是沒有世界水文組織這個機構的，有的是國際水文組織（International Hydrological Organization, IHO）。這個組織是不是管水的呢？答案是肯定的，但它是一個基於水文學的政府間國際組織，其宗旨是通過制定國際標準，協調國家水文辦事機構相互合作，推動項目方案，確保世界的海洋等通航水域得到準確的調查和繪製。我們再來看看世界氣象組織的宗旨： 促進氣象站網建設方面的國際合作，開展氣象、水文及與氣象有關的地球物理觀測；促進建立和維持各氣象中心提供氣象和與氣象有關的服務；推進氣象學在航空、水利和農業等人類活動領域的應用；鼓勵氣象及相關領域的研究和培訓。通過這兩個機構宗旨的對比，大家應該可以知道從職責劃分上國際水文組織主要的工作還是專注於水文學本身，而世界氣象組織的工作中有很大一部分工作就是直接與水相關的。另外還有一點就是，上面提到的與水相關的世界氣象日主題中除了出現水以外，都出現了天氣或氣候，或兩者都在，這表明世界氣象組織更關注的是氣象與水之間關係的問題。2020年的主題是“氣候與水”，這也驗證了以上我們的分析。下面我們就來具體說說這個主題。首先要明確兩個概念，一個是氣候的概念，但要想說清楚氣候和水的關係，另一個氣候系統的概念就變得非常重要。
什麼是氣候？氣候是指較長時間內（從一個月到一年、數年、數十年甚至數百年或更長）氣象要素（如溫度、降水、風、日照等）以及天氣現象的統計結果，也就是在一個較長的時間內天氣的平均狀況。什麼是氣候系統？氣候系統是指大氣圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈以及各圈層之間的能量和水分交換。對於氣候系統來說，主要是能量和水分在各個圈層的分配和流動的問題。
水是全球氣候系統中的活躍成分，它的物理性質決定了它在整個氣候系統中的重要性，通過狀態變化或是相變，水可以從一種存儲狀態或子系統轉移到另一種狀態或子系統。例如，水在各種狀態的滯留時間差別很大。在大氣中，水汽的平均滯留時間為3天；在冰雪中，水汽的存儲時間可達數萬年甚至數十萬年；在海洋、冰層或地下深層含水層中，水分子要經過很長的時間才能到達大氣中並得以短暫停留。由於水的熱容量高，它可以調節中緯度地區冬季的溫度；由於飽和水汽壓隨溫度而變化，通過蒸發，它可以讓低緯度地區的海面溫度維持在29℃左右；在水的相變中涉及的大量能量可以影響穿過大氣層的太陽輻射能；水汽的紅外輻射特性，使其成為大氣向太空進行能量散逸的主要載體；通過影響能量交換過程與相關動力學過程，水成為控制自由大氣溫度的主要因素。從實際情況看，全球水循環是3種相態水的閉合循環，是全球氣候系統的核心子系統。即使不強調大氣的輸送作用，水的產生和運動規律也是水文學和氣候學的基本內容，把大氣分支和地表分支結合起來，就構成了完整的水循環過程。大氣分支包括降水、蒸發和水汽的傳輸，通過地—氣界面，它與地表分支緊密相連。地表水分以蒸散（蒸發和蒸騰）方式進入大氣分支，大氣水分則以降水形式返回地面分支。地表分支涉及各種陸面過程，而大氣水分則提供能量和水分的再分配機制。地表分支包括水分的流入、流出，及其在陸地和海洋中各種不同形式的存儲，其基本內容包括地表或近地表的各種自然過程，這些過程最終導致地表徑流和地下徑流， 直接影響著地表其他物質的循環。
那為什麼水循環能夠一直維持下去呢？ 要想說清楚這一點，那就必須瞭解水循環的輸送功能。大氣一方面從海洋向大陸輸送水分，另一方面也在水平和垂直方向上傳輸能量，並調節地表的輻射強迫。大氣的運動特性及其引起水相變的能力，使其成為地表水循環的外部強迫因子。
除了上面提到的，瞭解氣候變化和水資源的關係更有助於我們理解氣候與水的關係，氣候變化直接影響水資源，進而引起人們對全球水循環研究的濃厚興趣。眾所周知，水是人類賴以生存的基礎。在溼潤地區，人們用水毫不在意，但在乾旱地區，水卻異常珍貴。氣候變化和水資源短缺，促使人們更全面地研究氣候、水循環與水資源之間的關係。一方面，水循環呈現出較大的年際、季節性和區域性變化；另一方面，人類活動改變了大尺度的地表覆蓋，影響了大陸的水分平衡和大氣與海洋之間的水分平衡。數值模擬表明，大氣中的水汽可改變氣候系統，從而導致溫室效應顯著增強。因此深入理解氣候系統與水循環之間的關係，也是一個亟待解決的問題。
全球氣候已經發生變化，並且還將持續變化。氣候變化及其變率的時空變化驅動了水循環，能量和水分作為氣候系統中的兩個主動因素，同時又受水循環的控制。直觀上，在蒸發加速的情況下，降水將會增加，增暖的地球將會變得更加溼潤，然而區域間的氣候差異會導致溫度和降水響應呈現地域差異。模擬結果表明，海面溫度對氣候變暖的敏感性會影響氣候變暖與水循環強度之間的關係， 氣候變暖與水循環強度的升高或降低也有關係，由於地表覆蓋，尤其是植被的影響，水循環也呈現出緯度或季節性的差異。
總之，氣候與水的關係是目前氣象學家和水文學家密切關注的研究熱點和焦點，隨著目前觀測技術，尤其是衛星技術以及計算機技術、數值模式的巨大進步，未來我們將會更深入、更精細地瞭解氣候和水之間的關係，並在此基礎上更好地為人類的生產勞動、防災減災和美好生活服務。
資料來源：中國氣象局氣象宣傳與科普中心
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