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总述 2003/10/29 14:33:49

(一)

上海地处长江三角洲东南隅,长江南岸黄浦江与吴淞江的汇合处,西部和江、浙两省相邻,南接杭州湾,面临东海与太平洋相通,扼长江入海咽喉。海岸线长约17O千米,江岸线长达319千米,位于30°42′~31°48′N与120°52′~122°16′E之间,约居我国弓形海岸线中点。

唐代初期,今上海市区除吴淞、江湾、杨树浦东端和复兴岛一小部分外,绝大部分已在江流和海流的相互作用下不断沉积成陆。到宋初,上海全境已基本形成。长江口的崇明、长兴、横沙等沙岛,都是近1300余年来由长江带来的泥沙堆积而成。除西南部有少数高度在海拔100米以下的小山丘外,全境地势平坦,一般海拔在3~5米间,沿江沿海的嘉定、川沙、南汇、奉贤和金山南部等地,海拔约4~5米。吴淞口平均潮位为3.25米,实测最高潮位为5.74米,已大都高于地面,因此易生洪涝灾害。

上海境内水系纵横,由长江、黄浦江、吴淞江等河流及其支流构成河网密布的地貌景观。现在河湖面积约达697平方千米,约占全市总面积的11%。长江从源地奔流东下,水道由窄变宽,水流至江阴河身较窄,再往下放宽,略呈喇叭形的三角港。从常熟市的徐六泾到口门栏门沙滩顶,全长160千米,称长江口(在上海范围内的江段长148千米)。这一带的风、雾、浪、潮等气象、水文条件复杂,历来是气象预报服务的重点水域。黄浦江源于淀山湖,流经青浦、松江、奉贤、上海、川沙五县和上海市区在吴淞口流入长江,全长约114千米。黄浦江江宽水深,在遇有灾害性天气侵袭时,可供船只避风。吴淞江习称苏州河,源于太湖。西起江苏省吴县瓜泾口,东流经昆山和青浦、上海、嘉定以及上海市区,在外白渡桥注入黄浦江,长约125千米。其水位高低变化,除受流量、潮汐、风向、气压等因素影响外,还受太湖和黄浦江水位高低的制约。因此,黄浦江与苏州河口水位高低变化是上海市台汛期间众所关注的一个问题。

上海陆地的形成和其附近水系的沧桑变化,为城市的发展提供了良好的地理环境。唐天宝十年(751年)在今松江城置华亭县。元至元二十八年(1291年)元朝政府批准设上海县。民国17年(1928年)国民政府设上海特别市,民国19年(1930年)改为直辖市。中华人民共和国成立后,上海区域几经扩大,截至1990年成为拥有12区、9县,面积达6340.5平方千米的我国最大的经济中心。

上海属亚热带季风气候。冬季受西伯利亚冷高压控制,盛行西北风,寒冷干燥;夏季在西太平洋副热带高压笼罩下,多东南风,暖热湿润;春秋是季风的转变期,多低温阴雨天气。一年四季分明,冬夏长、春秋短。全年平均气温为15.8℃,1月最冷,平均值为3.6℃;7月最热,平均值为27.8℃。若用平均气温10~25℃的舒适指标衡量,一年中约有半年左右(4~6月,9~11月)为舒适温度时期。全年无霜期228天。年平均总日照为1930小时,日照百分率为44%。年总降水量1149毫米,总雨日132天。因冬夏季风交替,降水具有明显的季节性变化。降水主要集中在春雨、梅雨、秋雨三个多雨季节。其中4~5月多锋面或气旋活动,经常春雨连绵,约占全年雨量的14%;6月中旬至7月上旬为梅雨季,雨量约占全年的20%;9月上中旬为秋雨期,约占全年雨量的17%,是一年大到暴雨最多时期。上海气候湿润,光照充足,光、热、水基本同季,有利农业生产。但因冬夏季风强弱的年际不稳定性,降水的年变率较大,为19%。自清同治十二年(1873年)至1993年的121年中,出现15个大涝年和13个大旱年,分别为8年和9年一遇。

上海因人口密集,工业集中,市内交通拥挤,高大建筑物林立,能源消耗量大,这些人为热的散发以及同时排放到空气中的温室气体,形成市区的特殊局地气候。具体表现为,市区气温明显高于郊区的“热岛效应”。以季节言,市中心的春夏季的平均始期,分别较郊区提早3天和9天;秋冬季则分别推迟8天和9天。在城市气候效应作用下,市区和郊区的汛期(5~9月)降水量分布亦有明显不同。前者比后者约高出3%~9%。其他如视程、湿度等也存在一定差异。

(二)

上海气象记载有着悠久历史。吴中及上海一带有气象灾害记载始于三国(吴)太元元年(251年)。自唐迄宋,因农事活动需要,已很重视天气预测。北宋皇祐三年(1051年),吴及任华亭县令,鉴于前一年大旱,预料旱后必有洪涝,命百姓兴修水利以待淫潦,次年果如其言,因事先有充分准备,田岸坚牢,沟洫河港畅通,仍获得丰收。嗣后江南农村以不违农时为中心的科学种田经验兴起。元末明初,吴兴人娄元礼和松江人陆泳撰述了《田家五行》及其《拾遗》,书中涉及天气、气候、农业气候、物候等方面内容,经其验证和鉴别的共有600多条,是我国首编的地方性气象专辑。明嘉靖、万历年间,上海人王圻、王思义父子编纂由天文、地理及有关气象时令等14门类组成的《三才图会》,书中论及全年气候的更迭变化,称其为气候循环。明弘治七年(1494年),吴县知县邝璠总结吴中一带的农务活动及其与天时、气象、气候等方面关系的经验,撰述成《便民图纂》一书,弘治十五年(1502年)刊于苏州。明代末期,籍隶上海的阁臣徐光启是我国最早吸收西方科学文明的代表人物。他撰述的《农政全书》60卷于崇祯十二年(1639年)刊行。其中的《占候》部分,广收江南天气、气候等方面农谚,进一步整理、补充和验证了《田家五行》的测天经验,并在农业、水文气象上也有新的建树。

上海开埠以后,西方近代气象科学随之传入。道光二十一年(1841年),法国天主教会派员来沪传教时就酝酿建立观象台。道光二十八年(1848年),徐家汇天主堂教士曾开展雨量观测;同年英威廉·洛克哈德医生(Dr·William Lockhart)在英租界麦家圈仁济医院(今山东中路145号)也进行了气象观测。咸丰五年(1855年)由英国医生合信(Howsin)著的《博物新编》,书中论述了大气特征、大气光象及气压表、温度表等结构原理及与天气变化的关系;同治四年(1865年),巴黎耶稣教会派刘德耀神父来上海董家渡进行气象观测;同年,上海创建江南制造局,在该局担任翻译的华蘅芳笔述美国人金楷理(Kinkaley)口译的《御风要述》和《测候丛谈》,前者着重阐述飓风的性质及其活动规律,后者详述风、云、雨、雪、温、湿、光、电等基本成因。华蘅芳又与英人傅兰雅(John Fryer)译述英人白尔特(Bowater)撰《气学丛谈》一书,是专论仪器制作方法与原理的专著。

同治十一年(1872年)8月,天主教江南教区和耶稣会江南传教会决定在徐家汇建立观象台,同年12月1日正式开始气象观测。同时印发气象记录月报表,截至1950年止,共积累78年气象记录。

这一由法国教会创办的观象台建立后,逐步进行对外服务,首先是为西方列强海上及出入上海港的商船、军舰提供气象服务,而且有的还是“特殊服务”,因而先后受到法、英、日、美、意等国政府的赞扬和奖励。

集天文和地学为一体的徐家汇观象台,开展天文、地震、地磁、气象等学科的科研工作,共发表几百篇论文和学术报告,连同该台出版的气象资料,与50多个国家和地区相互交换。

在英国人控制下的上海海关监督,于清光绪二年(1867年)有选择地在中国沿江沿海灯塔陆续开展气象观测业务,先后共设立过68个站,上海有佘山、吴淞两站,其记录分别始自清光绪六年(1880年)和光绪十五年(1889年)。

民国19年(1930年),前中央研究院在上海白利南路(今长宁路)865号建立理工实验馆,首次制造气象仪器;并于民国22年(1933年)1月设立上海测候所;民国20年(1931年),江苏省建设厅在金山、松江、青浦、南汇、崇明、奉贤、嘉定、上海、川沙、宝山等10县设立四等测候所。民国34年(1945年)抗日战争胜利后,上海新增的气象机构有中美合作所上海气象总站、国民党空军江湾气象台、大场机场气象预报室、中国航空公司龙华机场气象台及陈纳德航空公司的虹桥机场气象台等。随着租界的收复,国民政府交通部中央气象局将接收的日伪上海特别市第八区所属外滩信号台改组为上海气象台。民国35年(1946年)1月1日,上海气象台扩建为华东区气象行政中心,管辖龙华、温州、屯溪、海门、杭州、平阳(镇霞关)6个气象站和定海测候所。其主要业务有:每日2次通过上海海岸电台发布上海市和江、浙海域天气预报、警报;除每月向上海市有关部门发送月、年气候公报外,并逐月向国际进行气候广播;龙华机场气象台则是专为民航服务的气象机构。民国36年(1947年)5月,又接收了设在大西路的中美合作所气象总站,位于外滩的上海气象台随即迁入办公。

解放前夕,上海气象台在中国共产党地下党组织领导下,团结台内人员,保护了仪器设备及资料档案的完整,并使日常的测报、预报业务工作一天也未中断。

(三)

1949年5月上海解放后,上海气象事业在党和政府的正确领导关怀下,迅速得到恢复和发展。为加强上海气象业务和适应形势发展的需要,1949年5月和1950年12月,由上海市军管会先后接管上海气象台和徐家汇观象台。接管后首先整顿业务秩序,大力培训专业人员,多方收集铁路沿线、沿海港口、船舶等气象信息,建立灾害性天气警报发布和服务系统。1954年10月,为适应国防建设和经济建设以及人民气象事业发展的需要,上海气象台经过充实整顿后改建为上海中心气象台,负责发布华东区及沿海的气象预报及业务技术指导。1956年1月在漕河泾顾家厍新建了具有科学代表性的气象观测场。同年6月,建立上海民航气象台。1958年,江苏省有关县划入上海市,上海气象部门派员到郊区开展了县气象站的接收和组建工作,从而构成了上海全市气象台站网。1959年5月,成立上海市气象局,统一和加强了对上海市气象台站的领导。1959年9月,又在长江口外建立了中国第一个设在引水船上的气象观测站。70年代和80年代初期,为了弥补气象台站的不足,分别在市区和郊区建立了一批民办公助的群众性的气象哨和雨量点,从而使全市拥有14个气象台、站(崇明岛有2个站),另外,还有30多个气象哨和140多个雨量点;1978年在上海中心气象台的基础上,增设了通信台和上海市气象科学研究所(与上海台风研究所合署办公)。1982年,为适应上海城市环境保护和研究城市特殊天气气候的需要,在市区的东、南、西、北中设置11个气象观测站,组建为新中国第一个城市气象观测网。气象观测的空间密度位居世界各大城市的前列。

随着上海气象事业机构的不断调整和完善,上海气象测报工作迅速发展和提高。50年代在地面气象观测的基础上,增设了无线电探空、日射、远程雷电、大气化学、农业气象、海洋水文气象和航空气象等多种专业观测项目,并开展中长期天气预报和气象科研工作。1959年建立了中国第一个天气雷达站,最早利用雷达探测台风、降水和以上海为中心的长江三角洲地区中小尺度天气实验观测分析研究工作。1964年开展数值预报试验研究,1965年利用设在嘉定县的华东计算技术研究所的第一代计算机,开展了准地转一层模式业务数值预报试验,并较早地进行了台风统计业务预报。70年代前期起,先后开展了极轨气象卫星和地球同步卫星云图接收和分析应用;并率先在县气象站开展了无线传真天气图接收业务,提供了县站新的预报手段。70年代中期,筹建安装了国产DJS-6型计算机设备,开展了我国气象部门早期的计算机业务,进而率先开展了三层模式数值预报业务和地面气象资料信息化处理,将大量上海历史气象资料载体转为纸带。

(四)

中共十一届三中全会后,上海气象事业在改革开放中顺应上海经济建设发展的大趋势进行气象事业现代化建设。

1980年国务院批准全国气象部门实行与地方政府双重领导并以气象部门领导为主的管理体制后,上海市气象局调整了局职能部门和直属事业单位的机构设置,顺利地进行了新老班子结合和交替,实行了岗位责任制、考核制和奖惩制的“三制一体”试点,在业务、服务和管理上进行一系列改革。

在人事制度改革方面完成了首次技术职务评聘工作,全局594名技术人员有96%获技术职称;基层台站进行定编定员,实行人员流动和优化组合聘任制。大力加强职工教育工作,经过多种形式、多种渠道的培训,使159名中青年干部、职工获得大学、中专学历,3人获全国和上海市自学成才光荣称号。上海台风研究所培养了硕士研究生8名,华东师范大学地理系培养城市气候专业硕士研究生19名。此外,还结合新技术推广,举办各种讲座和培训班,单计算机应用技术班就举办了10多期。至1990年底,全市有气象职工703人,数量比解放初期增加近7倍。其中大专以上文化程度265人,约占职工总数的37.7%,拥有高级和中级技术职称的分别为43人和231人,分别占职工总数的6.1%和32.9%。

上海气象事业现代化建设迅速发展。开展了台风、暴雨、强对流天气、数值预报、海洋气象、农业气象、菜篮子工程等方面的科学研究。1979~1992年的13年中共安排科研课题300多项,经鉴定验收后获奖的有233项。1981年率先在全国建成上海市台站间的高频通信网。1982年第一个建立我国二级气象传真广播,发布有区域特色的气象传真产品。1983年组织华东区域的雷达联防,制作和发布区域雷达回波综合图。1986年引进安装了PDP-11/44、VAX-11/780小型机和大批微型计算机,应用于对大气信息的获取、传递、处理和分析加工,在天气预报、大气探测、气象通信和气候资料处理等方面取得不同程度的进展,从而建立起新的气象业务体系。重点进行了上海实时天气预报业务系统(STYS)建设,改造了预报值班室,完成计算机联网。使北京气象中心和上海区域气象中心间的通信速率提高到9600比特/秒,信息量也随之增加;上海中心气象台与县气象站甚高频信息数据通信试验成功。同时,建成实时气象资料库、高空地面常规资料库和热带气旋资料库,以及包括国内外主要气象中心的分析预报格点资料子库等。并建成产品库生成用格点资料分析的多种分析场和预报图百余种,为预报员提供较多的直观气象信息产品。数值天气预报业务子系统投入业务运行,还建立了短时、短期和中期预报工作站,丰富了预报信息量,向天气预报客观化、定量化、自动化迈进了一步,进行了气象预报服务信息处理和电话自动拨号服务子系统以及预报服务自动传输及检索子系统的试验。

1986年,开展“上海地区短时灾害性天气监测、预报、服务系统的研究”,是上海市“七五”重点攻关课题之一。经过3年研究,建立以计算机为中心的自动化程度较高的短时灾害性天气监测、预报、服务系统。短时预报工作站能处理存贮各种大尺度资料,包括每小时卫星数字化展宽云图、数字化天气雷达回波资料;能自动收集、处理、存贮航危报、自动气象站资料和加密观测资料等,并生成多种图形、图象产品;建立中尺度实时资料库和甚高频通信网以及警报服务系统,能将灾害性天气预报、警报在5~15分钟内传递到用户,以利其采取相应的紧急措施。研制成一批可用于短时预报的设备,如气象卫星云图实时接收处理设备。SAWS—1型六要素自动气象站系统,已在上海各区县和长江三角洲布点。

人工数字化天气雷达拼图进一步完善。研制成气象自动填图系统,提高了时效和质量。初步建成一套以计算机为主要手段的人机结合预报方法,建立灾害性天气监测、预报工作的流程。同时,为适应长江三角洲地区经济发展的需要,开展“七五”科技攻关项目“长江三角洲地区灾害性天气预报研究”。该项目是以上海为中心,南京、杭州、合肥为分中心的短时灾害性天气预报系统,试验区范围为24.5平方千米,由监测、通信、预报、服务4个分系统组成。监测分系统由长江三角洲地区13部天气雷达,4省市气象卫星云图接收设备,56个地面气象站、4个高空观测站及31个自动气象站组成高空、地面加密监测网。通信分系统主要依靠上海区域通信枢纽PDP-11/44计算机,以9600比特/秒的通信速率同国家气象中心相连,收集的各种资料在VAX-11/780机上建立实时资料库;各分中心可通过区域数据通信网络终端以1200比特/秒速率调用。

在VAX-3500机上建立短时预报工作站,可以收集贮存和调用95~145°E,15~45°N范围内各种大尺度资料,进行综合分析处理,并建立多种强对流天气概念模式和数值预报方法。上海中心气象台每天发布2次0~12小时强对流天气展望预报;当中心和各分中心作出0~12小时强对流天气警报后,通过气象警报系统,即向数万个用户进行广播。

1988年5月20日上海区域气象中心成立,承担华东气象通信枢纽和对区域内气象台站的业务技术指导工作,并负责西太平洋气象服务。上海区域气象中心和华东各省市气象局一起,开展热带气旋等灾害性天气联防和长江三角洲小区天气联防以及其他业务科研项目的协作交流。1987年,共同研制开发区域中短期晴雨和海上大风预报系统。1988年第四季度以来,又利用复用电路,开展省市间计算机中速通信传输和程控交换试验。

上海气象部门在加强公益服务的同时,逐步开展面向经济建设的专业气象科技咨询服务。上海市气象局和各级台站,不断加强对国民经济有重大影响的热带气旋、暴雨、雷电大风、龙卷风、冰雹、浓雾等灾害性天气的预报服务,通过警报系统、高频电话对用户进行服务。汛期、农业、春运是气象服务的重点。每年春运高峰时期,上海中心气象台事先走访铁路、码头,主动及时服务。1987年在上海市电台和电视台增发了国际九大城市天气预报,上海市气象局联合市新闻、邮电等几个单位开展上海首次天气预报社会抽样调查。调查表明,天气预报是电台、电视台收听收看率最高节目之一,认为近年来天气预报服务水平比前些年有较大提高或略有提高的,占被调查人数的90.29%。同时提出5400多条意见和建议。

气象专业有偿服务自80年代建立气象警报系统以来,到1991年底全市共建立气象警报系统11套,警报接收机达1824台;气象导航服务在国家气象中心支持下开始起步,1991年已为航海部门服务26个航次;避雷装置检测服务从1991年开始,已为全市各行业800多个单位检测了4000余根避雷针(带)。

改革开放以来,先后为上海石油化工总厂、石洞口第二电厂、吴泾热电厂、秦山核电厂、虹桥开发区、南浦大桥、杨浦大桥、金山大桥、莘松高速公路、地铁工程、菜篮子和米袋子等几十个重点工程,进行气象、应用气候、大气环境评价等方面的服务。南浦、杨浦大桥,是横跨黄浦江迈向浦东开发区的通道。上海气象部门始终为大桥的建设提供气象服务。当有恶劣天气可能给施工带来难度时,就主动为工地安装气象警报接收机,以便其随时获得气象信息,调整施工安排。在大桥合龙前,又为工地指挥部提供气温等历史和适时资料,帮助选择大桥合龙的最佳日期。大桥合龙当天,又派出服务小组到现场提供情报、预报。1990年和1991年,上海气象部门向市政府作了《关于浦东新区气象事业“八五”计划建议和实施方案》、《浦东新区建立气象监测网和预警服务系统的总体方案及实施步骤》等书面报告,进一步明确提出在陆家嘴建立气象分台,在外高桥设立气象监测站,在绿化地带设自动气象站的建议,同时编写了《浦东新区气候蓝皮书》。

1989年受世界气象组织的委托,为泰国气象局移植以数据库为主要内容的计算机软件业务系统,是我国气象系统首次向国外移植气象应用软件。

40多年来,上海气象事业在中共上海市委和市人民政府的领导下,取得很大成绩。随着改革开放的深入,在人才、设备、技术、服务等方面又取得了前所未有的成就。展望未来,上海气象事业必将在现有的基础上不断前进。