地球上的水总是处在变化之中，正因为水资源的流动性质，因而形成陆地的水涝或干旱，造成水资源分布不均衡，世界上每年约有65%的水资源集中在10个国家里，而人口共占世界总人口的40%的80个国家却严重缺水，另26个国家的水资源也很少，我们称这些国家为缺水国家。国际上对缺水国家的标准是：如果一个国家所拥有的可更新的淡水供应量在每人每年1700吨以下，那么这个国家就会定期或经常处于少水的状况；如果每人每年水供应量在1000吨以下，那就会感到水紧缺。目前平均年每人供应水1000立方米以下的国家有15个。在这些国家中马耳他年人均只有82立方米，其缺水情况位居缺水国家之首。除马耳他外，最缺水的国家还有卡塔尔、科威特、利比亚、巴林、新加坡、巴巴多斯、沙特阿拉伯、约旦、也门、阿尔及利亚、布隆迪、佛得角、阿曼、阿联酋、埃及。
我国水资源总量为28000亿立方米，居世界第六位。但由于人口众多，耕地广阔，人均水拥有量只有2700立方米，居世界第88位。这个数字仅相当于美国的1/5，苏联的1/7，加拿大的1/48。如果不注意保护水资源，我们国家很多城市可能有一天没有水用，没有水吃！
在21世纪，水资源危机很可能取代能源危机而成为人类面临的更严峻的问题。石油、煤炭没有了，可以用核能、太阳能来代替；钢铁不够用了，可以用铝、钛甚至塑料来顶上。可是水呢？水却没有替代品，任何别的东西都代替不了水在自然界和在人类社会中的作用。没有水，人类只能束手待毙！
面对水危机，我们地球上的每一个公民，都应该同“取之不尽，用之不竭”的陈旧观念决裂，共同实施21世纪的水战略——开源、节流、保护、管理。宁可未雨绸缪，毋等临渴掘井！
学科展望
淡水资源短缺的问题，目前在许多国家已经成为经济社会发展的一个制约因素，甚至影响到了一些发展中国家人民的基本生活质量。为了亿万人民的身体健康，为了造福子孙后代，节约用水、治理水污染已是世界各国刻不容缓的事。
“马纬度”溯源
地球上对纬度的表示，是把赤道作为零纬度，南北两极点作为90度来进行划分的。经度则是将地球在东西方向分成两个180度，将零度定在英国的格林尼治，分别向东180度和向西180度。但是，在气象、海洋及航海界的书籍、文献和海图中，经常在地球南、北纬25度～35度附近的洋面出现一个马纬度的古怪名字。马纬度是什么纬度呢？
马纬度名字的出现跟航海史有密切的关系。人们很早就发现了，地球上有些地带刮风的风向几乎是全年恒定不变的，这称之为定向风。哥伦布是第一个全面了解并充分利用了大西洋有规律风系的航海家。他在发现新大陆前，就已经有过好几次航海经验，他知道低纬度地区总是刮东风，中纬度地区则经常刮西风，所以哥伦布寻找新大陆的第一次航行，是沿着加那利群岛的纬度（约北纬28度），巧妙地借助东风向西驶去。但在返回西班牙时，他精明地先向北行驶到亚速尔群岛的纬度（约北纬39°），然后才张满风帆，乘着浩荡西风返回欧洲的。
航海家们利用的这种低纬度东风，在南北半球都有。北半球以东北风为主，南半球以东南风为主，年年如此，挺讲“信用”的，因此被人们称之为“信风”。当时的一些商人掌握了这个规律，基本都依靠信风的吹送，来往于海洋上进行贸易经商活动，因而这种风又被商人们叫做“贸易风”。
自从发现了新大陆以后，西欧的商人们便纷纷组织大批船队装运马匹运往美洲，因为在那儿原来没有马，运输和农耕都很不方便。然而奇怪的是，当船队沿着北纬30度附近的大西洋航行时，常常遇到海面上死一般的寂静，没有风，闷热异常，帆船便只好无可奈何地在原地打转，乖乖等候顺风的到来，而有时一等就是半月。时间长了，马匹因缺少淡水、饲料纷纷病倒、死亡，水手们一时吃不掉那么多马肉，最后不得不将死马成批抛进大海。当时人们恐惧地把这一无风地带叫做“马的死亡线”，又称“马纬度”。
为什么“马纬度”中的天气风力微弱，天气炎热呢？这是由于地球各地区受到的光热不同造成的。在终年炎热的赤道地区，大气受热膨胀上升，这样在赤道上空聚积的空气越来越多，形成高气压，于是开始向南北两个方向分流。在赤道上空分流的空气，在地转偏向力的影响下，北半球南风右偏、南半球北风左偏。当空气运行到南北纬30度附近高空时，不能继续前进，产生下沉气流，致使近地面气压增高，形成副热带高气压带，而“马纬度”恰好就是副热带高压中心经常控制的海区。由于这里没有水平方向运动的空气，因而缺云少雨，风也很少出现，形成无风带，这就是“马纬度”的秘密所在。
随着科学技术的进步和造船工业的发展，海上航运的帆船时代早已成为历史，机械动力和核动力舰船正活跃在海洋舞台上。但人们现在仍然重视马纬度，不过不再把它视为海上的航行的禁区，相反，那里常有的晴朗天气，风微浪小的海面状况，倒是更适合船舶航行。沿着这条航线跨洋越海，进行洲际航行，虽说路途远了些，也缺少风来提高船速，但也免却了许多风袭浪击和危险天气系统的危害，安全系数大大增加了。
学科展望
“马纬度”一词早年多为欧美各国所常用，如今经常见于气象、海洋及航海界的书籍、文献及海图中，已经成为副热带高压脊所在纬度的别称。其实，不仅仅是“马纬度”无风，赤道海区、南北纬60度海区，都是无风带。
信风与大气环流
地球上的空气是很活跃的，它总是从气压高的地方流向气压低的地方，并且遇热就膨胀上升，遇冷或聚集就下沉。按理讲，这种低空的风在北半球应是北风，南半球应是南风，但是又由于地转偏向力的影响，北半球的北风偏转成为东北风，南半球的南风偏转成东南风。这种风的方向少变，一向很守“信用”，常年吹着一个方向，因此，海员们称之为“信风”。古代的航海家和商人，在多年的航海生涯中，逐渐掌握了这个规律。他们在信风的帮助下，往来于大西洋和太平洋，同各大洲进行贸易往来，因此，这种信风又有“贸易风”之称。
随着航海事业的发展，人们更加急于了解，地球上为什么会有南北对称分布的信风带及无风带，信风为什么能这样“信守”自己的方向，又是什么力量掌握着信风的方向呢？
首先发现信风的是英国天文学家哈雷，他因计算出一颗著名彗星的回归周期而享誉全球，这颗彗星后来就以他的大名命名。1686年，哈雷在《哲学学报》杂志上发表他的信风理论，综述了三大洋盛行的风，并附了一张风图。文中正确地描述了热带风的基本特征——赤道无风，赤道以北盛行东北信风，以南则为东南信风。他认为信风的形成与太阳供给赤道较多的热有关。1688年，他又根据收集来的海洋上测风资料，绘出了北纬30度～南纬30度的世界上第一幅信风分布图。这种全球信风分布图，由于来自于实践，有观测资料作为基础，因此在航海中起了很大作用。当时人们都参照信风图来科学地安排航行，把从英伦三岛到澳大利亚之间的航期由250多天缩短到150天左右。这件事激起了人们进一步研究贸易风的兴趣，许多学者积极收集资料，并作理论的探讨。
1735年，另一位英国天文学家哈得莱发表了《关于信风之起因》一文，正确地解释了信风现象，从而创立了经圈环流的理论，并修正了哈雷关于西风是因太阳向西运行所造成的错误说法，而首次考虑由于地球自转对大气环流的影响。哈得莱认为，赤道地区接受的太阳热量要比极地多得多，因而赤道地区的空气受热变轻，产生上升运动，极地的空气受冷变重，产生下沉运动。这样高空空气就由赤道向极地补充，低层空气则由极地流向赤道，从而形成一个沿经线方向运动的闭合的大环流圈。由于地球自转的影响，水平运动的物体都会发生偏向，在北半球向右偏，在南半球就向左偏。因此低层由极地流向赤道的气流就分别偏折成北半球的东北信风和南半球的东南信风；而高空由赤道流向极地的气流也都受到偏折，而形成高空的西风带，因下沉作用，又形成中纬度的地面西风带。
哈得莱的这种环流理论，在今天看来虽然相当粗糙，但在当时这个理论却成为日后气象学家研究大气环流的重要基础之一。为了纪念他的功绩，至今人们还把地球上赤道附近的经圈环流称为“哈得莱环流”。
哈得莱考虑到了地球自转的因素，但当时他还没有发现造成物体偏向的力，这个力是由法国数学家和物理学家科里奥利提出的。科里奥利小时候很喜欢郊游，经常跟着老师到野外观察。他发现北半球的大河，在两岸地质条件相似的情况下，总是右岸比左岸冲刷得厉害，这种奇怪现象在他幼小的心灵留下了难以忘却的疑问。他长大后经过反复研究，证明这是由于地球的自转在地球表面产生了一种能使运动物体的方向发生偏斜的力，并把它叫做“地球自转偏向力”。后来人们为了纪念这种力的发现者，也把它叫做科里奥利力，简称科氏力。
曾经当过中学教师的美国人威廉·费雷尔，1856年第一次把科氏力正确应用于解释大气环流，他用数学方法证明风受地球自转影响而偏向。他指出，正是由于科氏力的作用，才使北半球低纬度地面的盛行风向由北风右偏为东北风，南半球则由南风左偏为东南风。费雷尔还首次提出中纬度地区也存在一个经向环流圈，这里的近地面风向原来是从低纬向高纬流动的，但由于科氏力的作用，北半球的南风偏转成西南风，南半球的北风偏转成西北风，从而形成了中纬度地区的盛行西风带。由于这一环流圈的流向与哈得莱环流相反，所以人们称之为逆环流，同时也叫做“费雷尔环流”。
大气环流对一个地方的气候产生什么样的影响呢？从气温高的地方流向气温低的地方的气流，空气中的水汽容易凝结，形成降水。受这种气流控制的赤道低气压带、西风带等地区，都是气候比较湿润的地区。从气温低的地方流向气温高的地方的气流，空气中的水汽不容易凝结。受这种气流控制的副热带高气压带和信风带等地区，一般来说是气候比较干燥的地区。
一个地方气候特点的形成，主要受纬度、海洋、地形、大气环流等因素的影响。而且，这几个因素往往同时对一个地区产生不同程度的影响，所以，世界上也就出现了千差万别的气候。
学科展望
大气环流十分复杂，对它的研究不仅是人类认识自然的重要组成部分，而且对于改进和提高天气预报准确率、研究气候形成理论、探索全球气候变化以及更有效地利用气候资源，都具有重要的意义。奇特的焚风
提起风，无人不知。气象学把风定义为：空气的水运动。但有的时候，“风”的含义不仅仅是“空气流动”，如海陆风、龙卷风、干热风、白毛风、峡谷风，等等。这些都是以风命名的天气现象和天气系统，各有特定含义。气象学家把那些从高处急剧向低处吹的风叫做焚风。
焚风，顾名思义，是一种像火一样又干又热的风。这种风在世界上很多山区都能见到，尤以欧洲的阿尔卑斯山、北美洲的落基山等地最为有名。阿尔卑斯山脉在刮焚风的日子里，白天温度可突然升高20摄氏度以上，初春的天气会变得像盛夏一样。这种奇特而“怪异”的风是如何形成的呢？
最早对焚风进行研究的是奥地利气象学家、气候学家汉恩。他1877年曾担任维也纳中央气象台台长兼大学教授。从1883年一直到1920年，一直担任德国和奥地利两国的气象杂志主编。1866年，汉恩提出了焚风成因理论，并解释了焚风带来的高温现象。原来，焚风是由于气流越过高山后下沉造成的。当一团空气从高空下沉到地面时，每下降1000米，温度平均升高65摄氏度。这就是说，当空气从海拔4000~5000米的高山下降至地面时，温度会升高20摄氏度以上，使凉爽的气候顿时热起来。
焚风出现后，一般都会造成严重的自然灾害。它常常使果木和农作物干枯，降低产量，使森林和村镇的火灾蔓延并造成损失。19世纪，阿尔卑斯山北坡几场著名的大火灾，都是发生在焚风盛行时期的。焚风在高山地区可大量融雪，造成上游河谷洪水泛滥；有时能引起雪崩。如果地形适宜，强劲的焚风又可造成局部风灾，刮走山间农舍屋顶，吹倒庄稼，拔起树木，伤害森林，甚至使湖泊水面上的船只发生事故。
2002年11月14日夜间，焚风在奥地利部分地区形成强烈风暴，并以高达160公里的时速袭击了所有农田和村庄。焚风暴所过之处，数百栋民房屋顶被风刮跑或压垮，许多大树被连根拔起或折断，电力供应和电话通讯中断，公路铁路交通受阻。此次焚风造成两人丧生，以及数百万欧元经济损失。
在高山地区，焚风还会造成融雪，使上游河谷洪水泛滥，有时还会导致雪崩。此外，焚风天气出现时，许多人会出现不适症状，如疲倦、抑郁、头痛、脾气暴躁、心悸和浮肿等，这种症状被称为“焚风病”。医学气象学家认为这是由于焚风不仅有干热的特点，而且还具有带电的特性造成的。
焚风并非一无是处，有时它也能带来益处。如北美的落基山，冬季积雪深厚，春天焚风一吹，积雪很快消融，雪水使大地长满茂盛的青草，为家畜提供了草场，因而当地人把焚风称为“吃雪者”。一些程度较轻的焚风，能增高当地热量，加速玉米和果树的成熟期，如前苏联高加索和塔什干绿洲的居民，便把焚风称为“玉蜀黍风”。还有，位于中纬度的瑞士，在焚风盛行区域，能生长月桂、山茶、无花果等亚热带植物，这也是焚风的功劳。
知识链接
在我国天山南北、秦岭脚下、川南丘陵、金沙江河谷、大小兴安岭、太行山下、皖南山区，都能见到焚风的踪迹。2004年5月11日，台湾的台东市刮起焚风，402摄氏度的高温创下了台东百年纪录。地处太行山东麓的石家庄年平均焚风为19天，最多的年份可达49天。播云布雨水循环
天太旱了，人们都盼着下雨。阴雨天连续时间长了，人们又希望赶快晴天。天上哪儿来的雨水呢？原来，陆地表面的水，在太阳照射下，都会受热蒸发。大气中含有的水汽多了，冷却凝结降落下来，就是下雨了。
