《人民日报》：气候预测准确吗？这篇文章告诉你！面对全球变暖、极端气候事件频发给人类带来的挑战，加强气象预报预测并及早未雨绸缪，是应对气候变化的重要举措。
近日，中国气象局面向公众发布气候预测信息，今后大家可以通过国家气候中心及各地气象局官方网站，查询未来一段时间的气候预测结果。这对持续提升我国气候预测水平、更好地应对气候变化具有重要意义。国家气候中心全球监测产品，显示今年3月全球平均气温距平空间分布情况。图中暖色代表气温偏高，冷色代表气温偏低。中国气象局供图
气候预测包括哪些内容？预测准确率怎么样？我们如何科学用好气候预测，更好促进人与自然和谐共生？针对这些问题，记者进行了采访。
什么是气候预测？
主要是对延伸期（11天到30天）、月、季节和年度气候趋势进行预测。核心技术长足发展，让我国气候预测准确率稳步提高
葡萄枝条在架子上萌发攀爬，嫩绿的片片新叶生机盎然。河北省张家口市怀来县桑园镇夹河村，村民郝忠元正在葡萄园里忙着浇地、抹去多余的葡萄芽。
葡萄露天种植，天气气候着实关键。4月12日晚上，一股寒潮袭来，老郝和家人赶忙在地里点起火堆给葡萄增温，好多新芽还是冻坏了。“种地，最盼能摸准老天爷的脾气！”老郝说，“除了一两周以内的天气预报，如果能提前知道更长时期的天气就好了，这样就能及时调整葡萄出土时间，准备防灾物资，降低气候带来的影响。”
老郝渴盼了解的“天气预报够不着的天气”，专业名称就是：气候预测。
气候预测主要是对延伸期（11天到30天）、月、季节和年度气候趋势进行预测，包括气温、降水等气象要素相较于平均状态的偏离程度，重要天气过程和极端天气气候事件等。
今年3月23日世界气象日，中国气象局首次面向公众发布未来11天到30天的《气候预测公报》。4月2日，在中国气象局召开的新闻发布会上，有关负责人介绍了今年全国汛期气候趋势预测情况，这是气象部门第一次向公众发布全国汛期气候趋势预测。“我国是世界上最早开展气候预测业务的国家之一。”国家气候中心首席预报员、气候预测室总工程师陈丽娟说，“不过，气候预测是大气科学领域的世界性难题，而我国处于东亚季风区，季节和年际变率大，影响我国气候的系统复杂，气候预测信息还有较大的不确定性。因此，此前的气候预测服务主要面向政府部门，供各行业作为决策参考，没有向公众发布。”
近期，中国气象局经过深入调研分析，决定开始向公众发布气候预测信息。从事气候预测研究和业务工作已有26年的陈丽娟感到“肩上的压力更大了”。不过，她和同事们也清楚地认识到，“随着经济社会各方面需求的持续增加、科技的发展进步，这件事势在必行。”
天气预报对人们的生产生活、交通出行帮助很大，但天气预报主要提供最近几天的信息，这与现代生产生活多方面的需求还存在差距。随着经济社会快速发展，很多领域需了解更长时间的气候预测信息，各行各业对气候预测的需求很迫切。
与此同时，我国持续推进气候业务能力建设，通过科技创新、潜心发展，气候预测业务完成了从以物理统计为主，到以气候预测数值模式（简称气候模式）为基础、动力与统计方法相结合的转变，以气候模式为代表的气候预测核心技术有了长足发展，客观化预测水平有了很大提升，气候预测准确率稳步提高。
“以前我们发布气候预测信息时可能信心不足，现在报得比较好了，这也为面向公众发布气候预测增添了底气。”中国工程院院士、国家气候中心首任主任丁一汇说。
怎样预测气候？
气候模式是基础，科学家编写反映很多数理方程原理的复杂程序，再通过最先进的超级计算机进行运算
呈现在我们面前的气候预测“产品”，到底是怎样“生产”出来的？
“现代气候预测主要基于气候模式和物理机制诊断相结合的办法。”国家气候中心主任宋连春介绍，经过近半个世纪的发展，目前国内外气候模式对气候系统的模拟、刻画已经比较全面。
地球的气候系统由海洋、陆地、大气、冰冻圈、生物圈这五大圈层构成，非常复杂。气候模式可以说是对气候系统的数学表达，科学家编写反映很多数理方程原理的复杂程序，再通过超级计算机进行运算，对未来的气候演变趋势作出预测。气候模式要用的数据量大得惊人，往往达到几十个TB（万亿字节），有的预测要用高速计算机“转”好几个月。
“另一方面，气候模式虽然有长足的发展，然而在准确模拟海洋、陆地、大气、冰冻圈、生物圈等多圈层的相互作用方面，还有很长的路要走。”宋连春说，“因此我们在气候预测中，会基于大量历史观测数据，利用数学和物理规律，诊断全球海洋、海冰、陆面过程等对东亚季风环流的影响，这也是非常重要的手段。”
宋连春表示：“实际气候预测业务中，是以气候模式为基础、动力与统计方法相结合‘两条腿走路’，获取气候模式预测信息和机理诊断的关键要素预测信息，进行最优集成，然后给出气候预测结论。”
在科研工作者的不断努力下，如今我国的气候模式已发展到第三代。这一模式由国家气候中心吴统文研究员带领团队自主研发，于2020年11月通过评审，进入准业务化运行。第三代气候模式的气候预测性能有明显提升，达到国际先进水平。
“随着物理、数学、化学等领域的科技进步以及计算机的发展，我国气候预测准确率呈现螺旋式上升的趋势。”陈丽娟说。
“在气候预测业务历史上，有很多成功的案例。”陈丽娟介绍，例如，2018年汛期预测东亚夏季风偏强，我国北方地区降水明显增多，长江中下游降水偏少，对全国夏季旱涝分布的预测与实况基本一致。
“当然，受科技发展水平的限制、人类认知的局限以及可预报性上限的影响，气候预测还有不准确的方面。”陈丽娟坦承。
她举例说，对2008年的南方低温雨雪冰冻事件，没有提前一两个月预测出来。在那以后，我国设立了一批科研项目，通过深入研究，对气候变化背景下出现持续性低温冷害的机理认知更为清晰，对这类极端气候事件的预测和服务也取得了明显进步。
“气候预测准确率是有‘天花板’的。”陈丽娟说，一般认为，气候预测准确率上限为75%至85%。目前，我国气候预测的准确率达到70%左右。
气候预测如何应用？
影响气候的因子极为复杂，不确定性较大。公众要科学合理地使用预测结果
“雨季什么时候到来，什么时候结束？这是我每年最揪心的事情。”湖南澧水流域水利水电开发有限公司防汛办主任刘世军说。眼下，他和湖南省气象部门保持热线联系，密切关注着每天滚动更新的气候预测和天气预报信息。
澧水公司管理着江垭和皂市两个大型水库。雨季开始前，水库要计划腾库；雨季结束时，要拦洪蓄水。澧水是山溪性河流，洪水陡涨陡落。雨季开始时间和结束时间是水库运行的重要时间节点，把握不准，就可能给防洪、发电、保生态用水等带来不利影响。”刘世军说。
去年5月中旬，湖南省专业气象台提出澧水流域将在6月上旬进入雨季，这一预测与实况基本吻合，为澧水公司科学调度提供了决策依据。
陈丽娟认为，随着气候预测准确率和公众认知度的提升，气候预测在防灾减灾以及各行各业的生产规划等方面，将得到更有效的应用，农业、水利、工业、交通、电力、旅游、体育等很多领域都将受益。
服务防汛抗旱——我国地形复杂，受东亚夏季风系统变率大的影响，每年七大江河流域的旱涝情况不同。在防汛抗旱物资储备、农业灌溉用水和水力发电调度方面，准确的预测可以使灾害损失降低到最小，使水利资源的利用效益发挥到最大。
助力农业生产——准确的气候预测和天气预报服务相结合，有利于农业生产的安全运行。例如，准确预测春季气候是否异常、春雨多寡、气温高低，可以帮助农业生产部门及广大农民对农作物选种、播种进行科学决策。
对预测阴晴冷暖的天气预报，我们几乎每天都会接触到。而对于气候预测，很多人或许还感到陌生。
实际上，气候预测的结果，正给全世界带来一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。当前，包括我国在内的全球100多个国家和地区已经提出了碳中和目标，这一气候雄心和降碳行动的依据，主要就是科学家们利用气候模式做出的长期气候预测：随着人类活动持续排放大量二氧化碳等温室气体，未来几十年全球气温将不断攀升、持续变暖，人类面临巨大风险和挑战。
气候预测、天气预报，“测”与“报”的一字之差，清晰表明了二者的精准度和不确定性是有差别的。预估未来较长时期的气候，机理复杂，变数很大，显然更为困难。不过，存在不确定性不等于不可靠和不能用。从以往对全球平均气温上升趋势的预测和实况对照来看，气候模式的可信度就很高。加大力度攻坚克难，让气候预测越来越精准可靠，及早预知未来气候状况并采取有效行动，我们就可以更好地趋利避害，利用好风、光等气候资源，同时避免或减轻灾害影响。
天气气候和我们的生产生活息息相关。如今，气候频频走极端，加快建设气象强国，努力把准天气气候的“脉动”，我们才能切实保障生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好，让人与自然生命共同体永续发展、生生不息。
近日，中国气象局面向公众发布气候预测信息，今后大家可以通过国家气候中心及各地气象局官方网站，查询未来一段时间的气候预测结果。这对持续提升我国气候预测水平、更好地应对气候变化具有重要意义。国家气候中心全球监测产品，显示今年3月全球平均气温距平空间分布情况。图中暖色代表气温偏高，冷色代表气温偏低。中国气象局供图
气候预测包括哪些内容？预测准确率怎么样？我们如何科学用好气候预测，更好促进人与自然和谐共生？针对这些问题，记者进行了采访。
什么是气候预测？
主要是对延伸期（11天到30天）、月、季节和年度气候趋势进行预测。核心技术长足发展，让我国气候预测准确率稳步提高
葡萄枝条在架子上萌发攀爬，嫩绿的片片新叶生机盎然。河北省张家口市怀来县桑园镇夹河村，村民郝忠元正在葡萄园里忙着浇地、抹去多余的葡萄芽。
葡萄露天种植，天气气候着实关键。4月12日晚上，一股寒潮袭来，老郝和家人赶忙在地里点起火堆给葡萄增温，好多新芽还是冻坏了。“种地，最盼能摸准老天爷的脾气！”老郝说，“除了一两周以内的天气预报，如果能提前知道更长时期的天气就好了，这样就能及时调整葡萄出土时间，准备防灾物资，降低气候带来的影响。”
老郝渴盼了解的“天气预报够不着的天气”，专业名称就是：气候预测。
气候预测主要是对延伸期（11天到30天）、月、季节和年度气候趋势进行预测，包括气温、降水等气象要素相较于平均状态的偏离程度，重要天气过程和极端天气气候事件等。
今年3月23日世界气象日，中国气象局首次面向公众发布未来11天到30天的《气候预测公报》。4月2日，在中国气象局召开的新闻发布会上，有关负责人介绍了今年全国汛期气候趋势预测情况，这是气象部门第一次向公众发布全国汛期气候趋势预测。“我国是世界上最早开展气候预测业务的国家之一。”国家气候中心首席预报员、气候预测室总工程师陈丽娟说，“不过，气候预测是大气科学领域的世界性难题，而我国处于东亚季风区，季节和年际变率大，影响我国气候的系统复杂，气候预测信息还有较大的不确定性。因此，此前的气候预测服务主要面向政府部门，供各行业作为决策参考，没有向公众发布。”
近期，中国气象局经过深入调研分析，决定开始向公众发布气候预测信息。从事气候预测研究和业务工作已有26年的陈丽娟感到“肩上的压力更大了”。不过，她和同事们也清楚地认识到，“随着经济社会各方面需求的持续增加、科技的发展进步，这件事势在必行。”
天气预报对人们的生产生活、交通出行帮助很大，但天气预报主要提供最近几天的信息，这与现代生产生活多方面的需求还存在差距。随着经济社会快速发展，很多领域需了解更长时间的气候预测信息，各行各业对气候预测的需求很迫切。
与此同时，我国持续推进气候业务能力建设，通过科技创新、潜心发展，气候预测业务完成了从以物理统计为主，到以气候预测数值模式（简称气候模式）为基础、动力与统计方法相结合的转变，以气候模式为代表的气候预测核心技术有了长足发展，客观化预测水平有了很大提升，气候预测准确率稳步提高。
“以前我们发布气候预测信息时可能信心不足，现在报得比较好了，这也为面向公众发布气候预测增添了底气。”中国工程院院士、国家气候中心首任主任丁一汇说。
怎样预测气候？
气候模式是基础，科学家编写反映很多数理方程原理的复杂程序，再通过最先进的超级计算机进行运算
呈现在我们面前的气候预测“产品”，到底是怎样“生产”出来的？
“现代气候预测主要基于气候模式和物理机制诊断相结合的办法。”国家气候中心主任宋连春介绍，经过近半个世纪的发展，目前国内外气候模式对气候系统的模拟、刻画已经比较全面。
地球的气候系统由海洋、陆地、大气、冰冻圈、生物圈这五大圈层构成，非常复杂。气候模式可以说是对气候系统的数学表达，科学家编写反映很多数理方程原理的复杂程序，再通过超级计算机进行运算，对未来的气候演变趋势作出预测。气候模式要用的数据量大得惊人，往往达到几十个TB（万亿字节），有的预测要用高速计算机“转”好几个月。
“另一方面，气候模式虽然有长足的发展，然而在准确模拟海洋、陆地、大气、冰冻圈、生物圈等多圈层的相互作用方面，还有很长的路要走。”宋连春说，“因此我们在气候预测中，会基于大量历史观测数据，利用数学和物理规律，诊断全球海洋、海冰、陆面过程等对东亚季风环流的影响，这也是非常重要的手段。”
宋连春表示：“实际气候预测业务中，是以气候模式为基础、动力与统计方法相结合‘两条腿走路’，获取气候模式预测信息和机理诊断的关键要素预测信息，进行最优集成，然后给出气候预测结论。”
在科研工作者的不断努力下，如今我国的气候模式已发展到第三代。这一模式由国家气候中心吴统文研究员带领团队自主研发，于2020年11月通过评审，进入准业务化运行。第三代气候模式的气候预测性能有明显提升，达到国际先进水平。
“随着物理、数学、化学等领域的科技进步以及计算机的发展，我国气候预测准确率呈现螺旋式上升的趋势。”陈丽娟说。
“在气候预测业务历史上，有很多成功的案例。”陈丽娟介绍，例如，2018年汛期预测东亚夏季风偏强，我国北方地区降水明显增多，长江中下游降水偏少，对全国夏季旱涝分布的预测与实况基本一致。
“当然，受科技发展水平的限制、人类认知的局限以及可预报性上限的影响，气候预测还有不准确的方面。”陈丽娟坦承。
她举例说，对2008年的南方低温雨雪冰冻事件，没有提前一两个月预测出来。在那以后，我国设立了一批科研项目，通过深入研究，对气候变化背景下出现持续性低温冷害的机理认知更为清晰，对这类极端气候事件的预测和服务也取得了明显进步。
“气候预测准确率是有‘天花板’的。”陈丽娟说，一般认为，气候预测准确率上限为75%至85%。目前，我国气候预测的准确率达到70%左右。
气候预测如何应用？
影响气候的因子极为复杂，不确定性较大。公众要科学合理地使用预测结果
“雨季什么时候到来，什么时候结束？这是我每年最揪心的事情。”湖南澧水流域水利水电开发有限公司防汛办主任刘世军说。眼下，他和湖南省气象部门保持热线联系，密切关注着每天滚动更新的气候预测和天气预报信息。
澧水公司管理着江垭和皂市两个大型水库。雨季开始前，水库要计划腾库；雨季结束时，要拦洪蓄水。澧水是山溪性河流，洪水陡涨陡落。雨季开始时间和结束时间是水库运行的重要时间节点，把握不准，就可能给防洪、发电、保生态用水等带来不利影响。”刘世军说。
去年5月中旬，湖南省专业气象台提出澧水流域将在6月上旬进入雨季，这一预测与实况基本吻合，为澧水公司科学调度提供了决策依据。
陈丽娟认为，随着气候预测准确率和公众认知度的提升，气候预测在防灾减灾以及各行各业的生产规划等方面，将得到更有效的应用，农业、水利、工业、交通、电力、旅游、体育等很多领域都将受益。
服务防汛抗旱——我国地形复杂，受东亚夏季风系统变率大的影响，每年七大江河流域的旱涝情况不同。在防汛抗旱物资储备、农业灌溉用水和水力发电调度方面，准确的预测可以使灾害损失降低到最小，使水利资源的利用效益发挥到最大。
助力农业生产——准确的气候预测和天气预报服务相结合，有利于农业生产的安全运行。例如，准确预测春季气候是否异常、春雨多寡、气温高低，可以帮助农业生产部门及广大农民对农作物选种、播种进行科学决策。
对预测阴晴冷暖的天气预报，我们几乎每天都会接触到。而对于气候预测，很多人或许还感到陌生。
实际上，气候预测的结果，正给全世界带来一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。当前，包括我国在内的全球100多个国家和地区已经提出了碳中和目标，这一气候雄心和降碳行动的依据，主要就是科学家们利用气候模式做出的长期气候预测：随着人类活动持续排放大量二氧化碳等温室气体，未来几十年全球气温将不断攀升、持续变暖，人类面临巨大风险和挑战。
气候预测、天气预报，“测”与“报”的一字之差，清晰表明了二者的精准度和不确定性是有差别的。预估未来较长时期的气候，机理复杂，变数很大，显然更为困难。不过，存在不确定性不等于不可靠和不能用。从以往对全球平均气温上升趋势的预测和实况对照来看，气候模式的可信度就很高。加大力度攻坚克难，让气候预测越来越精准可靠，及早预知未来气候状况并采取有效行动，我们就可以更好地趋利避害，利用好风、光等气候资源，同时避免或减轻灾害影响。
天气气候和我们的生产生活息息相关。如今，气候频频走极端，加快建设气象强国，努力把准天气气候的“脉动”，我们才能切实保障生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好，让人与自然生命共同体永续发展、生生不息。
【#我国发布全球首幅1:250万全月地质图#！】不久前，中国科学院地球化学研究所联合国内多所高校的研究人员，以嫦娥工程数据为基础，结合国际上其他探月工程获得的数据和成果，发布了全球首幅1:250万全月地质图。这是多年来探月成果的总结，代表了目前我们对月表物质成分以及构造演化等性质的全面认识，也为未来月球探测和研究提供了重要参考。回顾几百年来人类对月面的探索历程，更能让人感受到科学进步的不易。我们邀请南京大学地质学博士贾斌在这里聊聊相关的话题。
从玉兔捣药到环形山
月球是地球的天然卫星，从人类的记忆伊始，月亮就悬在夜空中，引发人们的无限遐想。满月之时，最吸引人的就是上面明暗交生的图案了。在中国古代神话中，称月球为广寒宫，住着美丽的嫦娥，她有一只捣药的玉兔，还有一位砍桂树的邻居吴刚。玉兔和桂树就是古人根据看到的月亮表面明暗交生的图案，想象出的美丽意象。
而在西方，根据古希腊哲学家和早期基督教的观点，天国是完美的，位于天国的月球（以及其他星球）是一个完美的球体，表面光滑，其明暗纹路是人观察的角度造成的。
在1609年的秋季，意大利天文学家伽利略用改进的一架望远镜指向了月球，并进行了多日的观测。伽利略并非第一个用望远镜观察月球的人，但却是第一个仔细记录和思考观察结果的人。他发现，月球表面布满了各种大大小小的凹坑和山脉，还有峡谷，和地球上很相似，这迥异于人们一直以来的想象。这些山往往是环形的，中间凹陷四周高耸似碗状，伽利略称之为环形山。
伽利略发现月球上的环形山，其意义要远大于发现本身。当时的西方笃信地心说，即认为日月星辰都是围绕地球旋转的，地球是宇宙的中心。在伽利略之前，哥白尼等人已经通过天文观测与计算，向地心说发起了挑战，提出太阳才是中心，地球围绕太阳转。伽利略的观测，破除了月球是完美的球体这一传统的认识，证明月球和地球是非常像的，地球并不特殊。那么，在地心说体系中，月球是运动的，并不特殊的地球是不是应该也是运动的？基于此，伽利略推断，的确如此，地球不是中心！当然这一推理并不严谨，但这是日心说最早的“可视化”证据，仍具有非常重要的意义。在那个时期，破除一些迷信（如相信完美的月球）是弥足珍贵的。
月球上也有人吗？
伽利略用望远镜观察了月球表面的形态，并认为月球和地球是相似的。这不禁让人联想，月球上是否也有人的存在？对于当时的西方人来说，这种联想其实是非常自然的，因为传统上他们就认为，在天国的星球上面，包括月球、火星、金星甚至太阳上都是有人生存的。
伽利略使用望远镜在月球上看到了和地球上相似的山，那也应该可以看到流动的河流、汹涌的海洋、浮动的云彩甚至喷发的火山、城市的灯光等等。他们最先找到的月球上的“海洋”，就是月球上的暗色部分，肉眼可见，而且在望远镜的视野中表面也比较平整，这部分应该就是海洋了。因此，早期的天文学家就把月球上环形山内部平整的暗色区域命名为月海。这一错误的称呼影响非常深远，沿用至今，比如最大的撞击坑称为风暴洋，还有静海、雨海等。
很多科幻小说家在他们的小说中设想了各种月球人的存在。比如发现行星运行三定律的伟大天文学家开普勒就在他1611年撰写的科幻小说《梦》（正式出版于1634年）中，讲述了主人公来往于月球的故事，也描绘了月球人的生活。
18世纪末，德国的天文学家施罗特非常详尽地研究了月表的形态，绘制了很多精美的图片，但却错误地解释了他的观测结果。比如他认为在月球的极地地区泛亮光的地方是暮光，甚至宣称找到了月球人的城市，商业中心甚至农场。当时的很多科学家也热衷于寻找月球上的大气，比如18世纪伟大的数学家欧拉曾计算了月球上的大气密度相当于地球上的二百分之一。
其实在伽利略观察到环形山后不久，也有一批科学家注意到了月球其实和地球不完全一样。比如在伽利略出版了他的观察结果五十多年后，法国天文学家奥祖就提出，在月球上其实观察不到四季的变化，看不到漂浮的云彩，看不到海洋、河流，也看不到地球上常见的火山喷发、山火等。可惜的是，他的观点并没有广泛传播，相信月球上有人仍旧是主流。
直到1834—1837年间，德国天文学家比尔和马德勒出版了更为详尽的月表图像。根据观察结果，他们认为月球上没有大气，没有水，与地球不同，即使有生命，应该也与地球上的生命形式大不相同。马德勒提出，月球并不是地球的“复制版”。伽利略证明了天国的月球并不神圣，而马德勒则让人意识到月球（以及其他行星）并不一定和地球完全一样，月球上不一定有人生存。
探究环形山起源
月球上最显著的特征就是其表面密密麻麻、大大小小的圆形大坑和环形山。我们现在知道它们是陨石撞击形成的，但早期科学家的观点并非如此。因为当时的科学界并未认识到陨石这一“天外来客”的存在，他们无法想象天上可以掉石头，且能撞出一个大坑。
当时天文学家大多认为月球上的环形山是火山造成的，因为他们知道地球上火山口的形状也大多是圆形的，中间是个凹陷，比如我国著名的长白山天池。但是，月球环形山和地球火山口之间一个非常重要的差别却被他们忽略掉了，即地球上的火山口基本都出现在高山上，而月球上的环形山却出现在地势非常平坦的地方，这是火山成因说无法解释的。即便存在如此大的缺陷，在伽利略之后一直到阿波罗计划把人送上月球的前夕（即上世纪60年代），环形山的火山成因说一直占据科学界的主流。
环形山撞击成因理论的确立，经历了几个关键的阶段。第一个阶段是对陨石来源的认识。1794年德国物理学家克拉德尼在一个小册子中提出陨石来自于外太空的猜想；1803年4月26日在法国诺曼底附近，很多人目击了一次陨石坠落事件，科学家进行了详细的调查和研究，这才最终确定陨石就是来自于外太空。第二个阶段是对地球上陨石坑的认识。虽然科学家认识到了陨石源自太空，但对它们是否可以在地表撞出陨石坑其实一直持怀疑态度，关键在于一些被认作陨石坑的地方找不到陨石。在1906年，美国地质学家巴林杰在美国亚利桑那州的一个陨石坑附近发现了铁镍合金陨石，最终确定了这个大坑就是陨石撞击形成的。这是世界上第一个被确认的陨石坑。第三个阶段来自于对陨石撞击效果的认识。在早期的认识中，陨石的撞击是纯机械式的，即多大的陨石撞出多大的坑。后来，这种认识发生了变化。1916年，苏联天文学家奥皮克认为陨石的速度是非常快的，在撞击地面的一瞬间会产生剧烈的爆炸，形成的撞击坑远大于陨石自身。第二次世界大战给美国天文学家鲍德温的研究带来了特殊的机遇，他收到很多军方拍摄的炮弹坑的照片和参数，统计了这些弹坑的直径和深度，然后把地球上已经确认的陨石坑以及月球上的环形山的参数也放到了这张图里面，发现这些数据吻合得非常好。但是，如果把火山口的数据也放进来，则偏离数据的趋势。他在一本著作中写道：“环形山形成于陨石撞击的爆炸，这种可能性非常大”。
、
认识月球的巨大飞跃
在上世纪60年代后，美国、苏联发射了多个探测器进入月球轨道或降落月表，阿波罗计划甚至把人送上月球并采样返回。通过对这些探测计划获取的影像和样品的研究，我们对月球的认识水平发生了巨大的飞跃。
大撞击理论认为，月球起源于一次大撞击事件，一个火星大小的星体在45亿年以前撞上了原始地球，溅射出的物质在地球轨道上形成了月球。在月球形成之初，太阳系中仍旧有许多小星体经常撞击月球，形成很多大大小小的陨石坑。有些大的撞击深度可达几十公里，撞击后来自月球深部的岩浆就可能从这里逸出月表，形成填充整个陨石坑的广阔玄武岩低洼平原。而被撞击较轻的地方，则仍保留了原有的斜长岩月壳，称为高地。玄武岩对太阳光的吸收较强，看起来较暗，而斜长岩的高地能反射较多的太阳光，看起来比较亮，这样就形成了我们看到的月球上明暗交生的图案。
月球地质图系统表达了月壳表面地层、构造、岩性和年代学等方面的综合地质信息，反映了月球岩浆作用、撞击事件、火山活动等演化过程。原有的月球地质图主要由美国地质调查局基于阿波罗时代的探月成果编制而成。2012年前后，经过“嫦娥一号”和“嫦娥二号”的探测与研究积累，我国逐渐具备了开展月球全月地质图编研的条件和基础。中国科学院地球化学研究所联合国内多所高校的研究人员，以嫦娥工程数据为基础，结合国际上其他探月工程获得的数据和成果，发布了全球首幅1:250万全月地质图。
在新编制的月球地质图中，基于对月球动力学演化过程的认识更新了月球地质年表，采用“三宙六纪”的划分方案将月面历史分为三个宙——冥月宙、古月宙和新月宙。该地质图表达的要素主要包括：12341个撞击坑；81个撞击盆地；17种岩石类型；14类构造等，综合表达了月球地质和演化信息。
可以说，到了今天，人类对月球的认识已经非常全面了。（北京晚报 记者王鸿良）
从玉兔捣药到环形山
月球是地球的天然卫星，从人类的记忆伊始，月亮就悬在夜空中，引发人们的无限遐想。满月之时，最吸引人的就是上面明暗交生的图案了。在中国古代神话中，称月球为广寒宫，住着美丽的嫦娥，她有一只捣药的玉兔，还有一位砍桂树的邻居吴刚。玉兔和桂树就是古人根据看到的月亮表面明暗交生的图案，想象出的美丽意象。
而在西方，根据古希腊哲学家和早期基督教的观点，天国是完美的，位于天国的月球（以及其他星球）是一个完美的球体，表面光滑，其明暗纹路是人观察的角度造成的。
在1609年的秋季，意大利天文学家伽利略用改进的一架望远镜指向了月球，并进行了多日的观测。伽利略并非第一个用望远镜观察月球的人，但却是第一个仔细记录和思考观察结果的人。他发现，月球表面布满了各种大大小小的凹坑和山脉，还有峡谷，和地球上很相似，这迥异于人们一直以来的想象。这些山往往是环形的，中间凹陷四周高耸似碗状，伽利略称之为环形山。
伽利略发现月球上的环形山，其意义要远大于发现本身。当时的西方笃信地心说，即认为日月星辰都是围绕地球旋转的，地球是宇宙的中心。在伽利略之前，哥白尼等人已经通过天文观测与计算，向地心说发起了挑战，提出太阳才是中心，地球围绕太阳转。伽利略的观测，破除了月球是完美的球体这一传统的认识，证明月球和地球是非常像的，地球并不特殊。那么，在地心说体系中，月球是运动的，并不特殊的地球是不是应该也是运动的？基于此，伽利略推断，的确如此，地球不是中心！当然这一推理并不严谨，但这是日心说最早的“可视化”证据，仍具有非常重要的意义。在那个时期，破除一些迷信（如相信完美的月球）是弥足珍贵的。
月球上也有人吗？
伽利略用望远镜观察了月球表面的形态，并认为月球和地球是相似的。这不禁让人联想，月球上是否也有人的存在？对于当时的西方人来说，这种联想其实是非常自然的，因为传统上他们就认为，在天国的星球上面，包括月球、火星、金星甚至太阳上都是有人生存的。
伽利略使用望远镜在月球上看到了和地球上相似的山，那也应该可以看到流动的河流、汹涌的海洋、浮动的云彩甚至喷发的火山、城市的灯光等等。他们最先找到的月球上的“海洋”，就是月球上的暗色部分，肉眼可见，而且在望远镜的视野中表面也比较平整，这部分应该就是海洋了。因此，早期的天文学家就把月球上环形山内部平整的暗色区域命名为月海。这一错误的称呼影响非常深远，沿用至今，比如最大的撞击坑称为风暴洋，还有静海、雨海等。
很多科幻小说家在他们的小说中设想了各种月球人的存在。比如发现行星运行三定律的伟大天文学家开普勒就在他1611年撰写的科幻小说《梦》（正式出版于1634年）中，讲述了主人公来往于月球的故事，也描绘了月球人的生活。
18世纪末，德国的天文学家施罗特非常详尽地研究了月表的形态，绘制了很多精美的图片，但却错误地解释了他的观测结果。比如他认为在月球的极地地区泛亮光的地方是暮光，甚至宣称找到了月球人的城市，商业中心甚至农场。当时的很多科学家也热衷于寻找月球上的大气，比如18世纪伟大的数学家欧拉曾计算了月球上的大气密度相当于地球上的二百分之一。
其实在伽利略观察到环形山后不久，也有一批科学家注意到了月球其实和地球不完全一样。比如在伽利略出版了他的观察结果五十多年后，法国天文学家奥祖就提出，在月球上其实观察不到四季的变化，看不到漂浮的云彩，看不到海洋、河流，也看不到地球上常见的火山喷发、山火等。可惜的是，他的观点并没有广泛传播，相信月球上有人仍旧是主流。
直到1834—1837年间，德国天文学家比尔和马德勒出版了更为详尽的月表图像。根据观察结果，他们认为月球上没有大气，没有水，与地球不同，即使有生命，应该也与地球上的生命形式大不相同。马德勒提出，月球并不是地球的“复制版”。伽利略证明了天国的月球并不神圣，而马德勒则让人意识到月球（以及其他行星）并不一定和地球完全一样，月球上不一定有人生存。
探究环形山起源
月球上最显著的特征就是其表面密密麻麻、大大小小的圆形大坑和环形山。我们现在知道它们是陨石撞击形成的，但早期科学家的观点并非如此。因为当时的科学界并未认识到陨石这一“天外来客”的存在，他们无法想象天上可以掉石头，且能撞出一个大坑。
当时天文学家大多认为月球上的环形山是火山造成的，因为他们知道地球上火山口的形状也大多是圆形的，中间是个凹陷，比如我国著名的长白山天池。但是，月球环形山和地球火山口之间一个非常重要的差别却被他们忽略掉了，即地球上的火山口基本都出现在高山上，而月球上的环形山却出现在地势非常平坦的地方，这是火山成因说无法解释的。即便存在如此大的缺陷，在伽利略之后一直到阿波罗计划把人送上月球的前夕（即上世纪60年代），环形山的火山成因说一直占据科学界的主流。
环形山撞击成因理论的确立，经历了几个关键的阶段。第一个阶段是对陨石来源的认识。1794年德国物理学家克拉德尼在一个小册子中提出陨石来自于外太空的猜想；1803年4月26日在法国诺曼底附近，很多人目击了一次陨石坠落事件，科学家进行了详细的调查和研究，这才最终确定陨石就是来自于外太空。第二个阶段是对地球上陨石坑的认识。虽然科学家认识到了陨石源自太空，但对它们是否可以在地表撞出陨石坑其实一直持怀疑态度，关键在于一些被认作陨石坑的地方找不到陨石。在1906年，美国地质学家巴林杰在美国亚利桑那州的一个陨石坑附近发现了铁镍合金陨石，最终确定了这个大坑就是陨石撞击形成的。这是世界上第一个被确认的陨石坑。第三个阶段来自于对陨石撞击效果的认识。在早期的认识中，陨石的撞击是纯机械式的，即多大的陨石撞出多大的坑。后来，这种认识发生了变化。1916年，苏联天文学家奥皮克认为陨石的速度是非常快的，在撞击地面的一瞬间会产生剧烈的爆炸，形成的撞击坑远大于陨石自身。第二次世界大战给美国天文学家鲍德温的研究带来了特殊的机遇，他收到很多军方拍摄的炮弹坑的照片和参数，统计了这些弹坑的直径和深度，然后把地球上已经确认的陨石坑以及月球上的环形山的参数也放到了这张图里面，发现这些数据吻合得非常好。但是，如果把火山口的数据也放进来，则偏离数据的趋势。他在一本著作中写道：“环形山形成于陨石撞击的爆炸，这种可能性非常大”。
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认识月球的巨大飞跃
在上世纪60年代后，美国、苏联发射了多个探测器进入月球轨道或降落月表，阿波罗计划甚至把人送上月球并采样返回。通过对这些探测计划获取的影像和样品的研究，我们对月球的认识水平发生了巨大的飞跃。
大撞击理论认为，月球起源于一次大撞击事件，一个火星大小的星体在45亿年以前撞上了原始地球，溅射出的物质在地球轨道上形成了月球。在月球形成之初，太阳系中仍旧有许多小星体经常撞击月球，形成很多大大小小的陨石坑。有些大的撞击深度可达几十公里，撞击后来自月球深部的岩浆就可能从这里逸出月表，形成填充整个陨石坑的广阔玄武岩低洼平原。而被撞击较轻的地方，则仍保留了原有的斜长岩月壳，称为高地。玄武岩对太阳光的吸收较强，看起来较暗，而斜长岩的高地能反射较多的太阳光，看起来比较亮，这样就形成了我们看到的月球上明暗交生的图案。
月球地质图系统表达了月壳表面地层、构造、岩性和年代学等方面的综合地质信息，反映了月球岩浆作用、撞击事件、火山活动等演化过程。原有的月球地质图主要由美国地质调查局基于阿波罗时代的探月成果编制而成。2012年前后，经过“嫦娥一号”和“嫦娥二号”的探测与研究积累，我国逐渐具备了开展月球全月地质图编研的条件和基础。中国科学院地球化学研究所联合国内多所高校的研究人员，以嫦娥工程数据为基础，结合国际上其他探月工程获得的数据和成果，发布了全球首幅1:250万全月地质图。
在新编制的月球地质图中，基于对月球动力学演化过程的认识更新了月球地质年表，采用“三宙六纪”的划分方案将月面历史分为三个宙——冥月宙、古月宙和新月宙。该地质图表达的要素主要包括：12341个撞击坑；81个撞击盆地；17种岩石类型；14类构造等，综合表达了月球地质和演化信息。
可以说，到了今天，人类对月球的认识已经非常全面了。（北京晚报 记者王鸿良）
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