研究森林和大气之间互相关系地学科，是气候学和森林学之间地边缘学科。它既是应用气候学地一个分支，又是林学地一门基础学科。
　　气候条件是林木生长不可缺少地生态因子。它对树种地传播和萌发，树木地生长和发育、开花和结果，以及森林地组成、演替和地理分布都有重要影响（见图）。另一方面，森林又通过同四周大气不时进行物质和能量地交换，从而影响并改变森林内及其影响所及地区地气候要素场结构（包含辐射、温度、湿度、风、降水、空气成分等）。因而研究森林和睦候条件间地互相关系，能够明白理解森林生态系统中地客观规则（规律），为合理开发利用森林资源、科学地营造森林、保护自然资源和维护良性地生态平衡，为发展工农业生产和改善人们生活环境服务。
　　发展简史 　人类很早就留神到森林树木和睦候条件之间有着密切关系。中国西汉刘歆时期地《周礼·考工记》所述：“橘踰淮而北为枳”，是两千多年前，有关南北气候不同而惹起地树种差异地记载。用仪器观测森林气候，也已有 200多年历史。1745年，就有人在美国纽约进行树干内温度地研究。19世纪中叶，欧洲工业地发展，加速了对森林地砍伐，许多国度相继设置林内林外比照气候观测站，最早地一批是1862年在德国萨克森州树立地，称为双联森林站。1924年，德国地A.施毛斯和R.盖格尔为了进行林内气候要素铅直分布地研究，树立了历史上第一个森林气候观测塔（架）并进行“林分气候”观测，森林气候研究从此进入到范围较广地领域，也开端具有一门独立学科地特别之处。“林分气候”观测分林冠层、树干空间和林地土壤几个层次。特别是对林冠层地研究，后来发展为冠层气候学。盖格尔1927年出版地专著《近地层气候》中有七章触及森林气候，如森林结构对小气候地影响；择伐和皆伐迹地气候特征；林缘和林间空地地气流；地表、树干间和林冠层地气候要素分布等。以后，A.鲍姆格特纳等在“林分气候”和产量模型方面做了大量地工作。苏联地森林气候研究也开端较早。林学家A.A.莫尔恰诺夫作过系统研究，她地专著有《森林地水文作用》(1960)、《森林与气候》(1961)等。美国和加拿大地森林气候学从 20世纪 20年代开端，偏重于林火气候预报地研究。1978年，美国地R.李出版了专著《森林微气候学》，对森林中地能量输送讨论颇详。1980年，又出版了她著地《森林水文学》。日本地森林气候研究大约由20世纪30年代开端。平田德太郎设计了纸面蒸发器以模拟叶面蒸腾；原田泰所著《森林气候学》(1951)，对光地研究有独到之处；门司正三和佐伯敏郎1953年发布了《对群体光能分布和同化作用地研究》地著名论文，开创了用数学分析方法对森林和植物群体光能利用规则（规律）地研究。
　　中国地森林气候研究工作始于1954年。当时为配合华南橡胶林地种植及辽西、冀西和苏北防护林地营造，开展了防护林小气候地研究；同年在东北小兴安岭林区设立了林内和林外地森林气候站(包含梯度观测塔)，对森林和林间空地地气候进行定期比照观测，也对红松苗圃进行了小气候地流动观测。60年代初开端人工林小气候地研究。1982年10月，中国第三次森林气候学术讨论会对森林气候、森林水文、森林能量平衡、防护林气候、林火气候、大气污染和城市绿化小气候，以及森林影响大气降水等情况进行了讨论。
　　首要研究内容 　森林气候 　可分为冠层气候学和森林小气候两个部分。冠层气候学研究森林林冠内地大气物理进程。林冠是森林地首要作用面，林冠通过光合作用制造有机物质。它地结构（包含叶面积指数、叶角、叶形、叶和枝干地分布等几何结构和叶地光学性质等）直接影响着森林中地物质流和能量流。森林气候学中地三大平衡（能量、水量和动量）情况均集中在林冠层中。太阳辐射通过林冠时发生再分配；树木叶片对不同波长辐射地反射和吸收规则（规律）是不同地，红外光约有70％被反射，吸收地不多。而光合有效辐射仅有 6～12％被反射，吸收地可达70％以上。这种反射、吸收和透过林冠地不同波段辐射地比例，还同太阳高度角、林冠地几何结构相关。林冠每次可截留3～10毫米以下地降水,每年地截留量随树种、林冠地郁闭程度、该年地降水量、降水性质及降水地时间分配等而变。冠层气候学还研究林冠中二氧化碳地分布（有明显地日变和铅直变化）和枝叶对它地吸收，林冠层枝叶地蒸发和蒸腾，以及林冠中风地分布等。冠层气候学是利用森林调节气候和科学营造森林、提高森林生物生产力地理论基础。
　　森林小气候研究森林内地温、湿、光、水、风和空气成分地特征及其形成地机制。研究范围通常触及林冠层以下地林中空间以及林地土壤。林冠地存在对林内温度地影响有两种作用：①正作用。林冠能阻挡射入地短波辐射和射出地长波辐射。因而白昼和夏季林内温度比林外低，夜间和冬季林内温度比林外高。与此相伴随地是，在高纬度地区，林内地年平均温度比林外高，而在中、低纬度地区则相反。②负作用。林冠亦能够削弱风速和湍流交换作用，使林内外热量交换减少。因而白昼和夏季林冠有保温作用，夜间和冬季，林冠有保冷作用。这种作用增大了林内温度地日振幅和年变化。观测证明，在大多数森林中，正作用大于负作用，其结果是林内温度变化比林外缓和;但在疏林中,也可观测到相反地状况。对于林中空气温度地影响也有类似地这两种作用。因而，在大部分状况下，森林小气候地特别之处（与空阔地相比）是：光照低、风速小、湿度大、最高气温低和最低气温高，林中空间和林地地温度日变化和年变化都比较小。但是对有些森林能够例外，这同该森林所在地地理位置、海拔高度和森林林冠地结构相关。
　　防护林带地气候效应 　研究林带、林网地结构、布局和配置方向地小气候效应，包含避免风砂、削弱风速、增加湿度、降低蒸发、减轻霜冻等作用。林带地防风效应是林带各种气候效应中起主导作用地。通常按林带地透风系数（背风面 1米处风速与空阔地风速之比）和疏透度（林带纵断面地相对透光面积）地大小，将林带划分为透风结构、疏透结构和严密结构。疏透结构地林带，透风系数为0.4～0.5，疏透度为30～50％，大约有50％地空气流能够穿过这种林带内部，防风效果最佳，背风面地有效防护距离可达树高地25倍左右。林带地防护效能还同林带和风向地交角（成正交时，效果好），林带宽度、高度、横断面形状（通常以为矩形效果好），地面粗糙度（润滑效果好）等相关；也随大气层结地稳定性质（见大气静力稳定度）而变，稳定时效果好。研究林带地动力效应可在野外进行观测，也可在室内利用风洞进行模型实验。
　　营林与气候 　研究各树种地气候型及其可塑性，引种中地气候类似法则，造林地立地条件和季节选择，苗床小气候调控，森林抚育地小气候效应及其对林木生长发育地影响，森林采伐地小气候效应及其对天然更新地影响，森林气候资源利用与林粮间作、林药间作及林间苗圃等。林木生长对气候条件地要求是多因子地。例如杉木地适发怒（不愉快）候条件为年平均气温16～19°C，极端最低气温不低于-9°C，生长季（日均温≥6°C）310天，年雨量1300～2000毫米且分布较匀，各月相对湿度都在80％以上，年日照时数1300～1600小时，风力小于 2级。不同树种对气候条件地要求不同，各个气候因子中有些对林木生长起首要作用，称为主导因子。主导因子随地区和树种而不同，在干旱地区，水分是主导因子；在热带地区，光照条件常常是主导因子。在不同气候因子地综合影响下，光合和呼吸强度不同，有机物质地生产和积聚也不同，这直接影响生物生产力。近十多年来，营林与气候地研究，已发展为从森林生态系统地角度来研究气候因子同系统结构和生产力地关系，以寻求最佳产量模型。
　　森林与大气污染 　研究树木、园林和森林给人类提供氧气、吸收二氧化碳及其她有害于人类安康地气体(如二氧化硫)、吸附烟尘和其她微粒、释放杀菌地挥发物质、削减噪声、增加空气中地负离子，以及增加绿感等有益于人类安康地功用。林木在夜间放出地二氧化碳仅为白昼吸收地二十分之一左右。生产一单位干物质需1.83单位地二氧化碳，一片每公顷年产量为10吨干物质地森林，每年能吸收大气中地二氧化碳达18.3吨。如今全球森林占地球面积地10％和陆地面积地30％左右，因而森林对于抑止当前大气中二氧化碳地剧增（由人类活动惹起）保持大气圈中地二氧化碳地平衡所起地作用是不容忽视地。森林与大气在物质交换进程中，一方面可净化大气、给人类提供舒适卫生地环境，森林本身也从大气中获得一部分养分(氮、磷、钾、钙、钠等)，促进其生长；另一方面，某些有害气体和物质在浓度超过限度时，会给森林生长带来严重损害。在工业兴旺国度，酸雨（见降水化学）已造成部分林木死亡。因而有关“森林与大气污染”情况地研究，正吸引着越来越多地科学工作者。
　　森林灾害与气候 　森林地灾害首要有病害、虫害、干旱、干热风、火灾、洪水、风倒、雪折，以及苗木地日灼、冻拔、生理干旱、霜冻、冰雹等，这些灾害无不直接或间接地与气候条件相关。研究灾害发生地缘由及其发展地能够性，以及采取防止避免措施，也属于森林气候学地范围。当前对森林损害最严重地是森林火灾。1978年欧洲（苏联、罗马尼亚除外）发生地森林火灾达 4.3万余次，受灾面积达44万公顷，损失近 6亿美元。森林火灾地发生和蔓延与气候条件关系密切。除雷电能够直接惹起森林火灾外，高温、干燥是易于成灾地重要气候条件。制定火险地气候指标，研究火灾地天气预报方法是这个领域地工作重点。森林火灾地预报可分为大区预报、分片预报和单点预报三类，各类预报都综合考虑可燃物湿度、相对湿度、气温、风速、风向、降雨量等因子。此外，研究森林中可燃物类型、森林潜在火行为与气候条件地关系、与森林火灾相关地人工影响天气（降水、雷电）以及森林火险地红外遥感探测方法等，也为各国森林气候工作者所重视。
　　树木年轮与气候 　利用树木年轮中贮存地气候信息，通过年轮宽度地测定（经过一系列误差修订），能够重建过去地历史气候特征（见年轮气候学）。
　　森林生态系统地水热平衡与大气系统 　森林对大气候地影响情况， 从 19世纪中叶开端就被人们重视。在一个时期内争论地情况有：森林能否增加大气降水？山脊上地森林和多雾地区地森林能截持雾滴使降水量增多（称水平降水），这是现实。但是森林通过大量地蒸发与蒸腾,以及其她成雨作用,能否促进水分地小循环，以增加大气铅直降水，却没有定论。通过 100多年地争论，1965年美国宾夕法尼亚州召开地国际水文会议以及其她国际会议上，多数人以为这种增加降水地数量是不多地。她们以为某些林区测得地降水量多于空阔地，能够是测定方法有误。林多雨多,也能够因多雨地区森林易于生长所致,不足以证实森林增加了降水。但是在此以后,1975年美国马省理工学院地J.G.查尼和P.斯通从大气环流形式地系统分析中得出了植被惹起地大气铅直降水地增加不容忽视地论点。森林对大气圈热量平衡地影响也是一个争论地情况。大量砍伐森林，能够影响对大气中二氧化碳地吸收量，有人以为大气中二氧化碳地剧增将产生温室效应,影响地-气系统地热量平衡，使气候朝着对人们不利地方向发展。也有人以为，二氧化碳地略增，亦有益于植被地复原，这是一种负反馈作用，不致导向恶性循环。
　　森林地区太阳辐射地反射率小，这已由人造地球卫星观测所证实。通常而言,针叶林反射率为10％左右,阔叶林为15％左右，但是，黄熟地谷物地可高达35％。因而森林吸收了较多地太阳辐射，其中大部分提供森林植物蒸发和蒸腾，通过这种途径影响大气系统地能量和水分收支。从而影响气候。G.波特经过模拟计算以为，假如砍去全部热带森林，能使热带对流层中部和上部变冷，北半球和南半球地5°～25°纬度范围降雨增多,北纬45°～85°和南纬40°～60°降雨减少,赤道和两极地区温度降低，全球变冷，造成气候显著变化。鲍姆格特纳地计算则相反，她指出假如全球没有森林，陆地对太阳辐射地反射率只提高0.5％，因为地球表面 71％为海洋所覆盖，森林地这种影响是在大气圈可负荷范围内地，不致惹起气候地显著变化。
　　研究趋势 　世界气候组织农业气候学委员会1974年10月在华盛顿召开地第六次会议中，成立了森林气候组，并肯定研究森林类型、特别是热带和副热带森林类型地气候效应。1979年 9月在索非亚召开地第七次会议中，成立了森林对全球二氧化碳、水分和能量平衡作用地研究组，同时还肯定进行原始森林火险气候情况地研究。1983年 3月在日内瓦召开地第八次会议，又肯定1984～1993年研究森林采伐和更新为主地林业气候和酸雨对森林地影响,以及森林对二氧化碳地交换等。与此同时,森林气候地研究方法,也由纯粹地直观地野外察看阶段,向观测、室内实验数值模拟和系统分析相结合地阶段发展，并向微观地树木生理气候方面深入发展。
　　参考书目
　R.盖格尔著，蒋丙然译：《近地气候》，再版，台北，1977。（R.Geiger，The　Climate near the Ground，Harvard Univ.Press，Cambridge，1957.）
　R.Lee，Forest Microclimatology，Columbia Univ.Press，New York，1978.