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氣象科普:我們能準確預測氣候嗎?
中央政府門戶網站 www.gov.cn   2009年04月10日   來源:人民日報

    王紹武:北京大學物理學院大氣科學系教授、氣候學家
    肖子牛:中國氣象局國家氣候中心主任、研究員

    氣候預測是一個世界性的科技難題。由於準確性還不高,一般只提供給決策者參考

    記者:人們經常接觸氣象部門發佈的天氣預報,但對氣候預測感到很陌生。

    肖子牛:實際上,氣象部門不只是做天氣預報,氣候預測也是一項重要業務。我國從1958年就開始了短期氣候預測的業務工作。

    氣候預測是一個世界性的科技難題。由於準確性還不高,預測結果一般只提供給決策者參考。2009年汛期全國氣候趨勢預測的結論,將提供給有關領導和部門,對提前做好防汛抗旱的準備發揮重要作用。但氣候預測不會像天氣預報一樣向公眾發佈,這是大家感到比較陌生的一個重要原因。

    王紹武:以目前的科學和技術水平,逐日天氣預報只能做到10天。我們不能做未來1個月或3個月內每一天的有效天氣預報,卻可能預測未來1個月或3個月的平均狀況,總降水量、平均溫度等。例如,在做汛期降水預測時,一方面可以預測今年6~8月總的旱澇趨勢,是北方旱還是南方旱,主要洪澇區在哪;另一方面可以預測6—7月長江流域的梅雨強不強,7~8月華北的雨季明顯不明顯。這樣就構成每年6~8月汛期降水預測的基本框架。

    儘管目前氣候預測的水平還不高,但是充分利用這些預測信息,還是能得到收益的。

    記者:利用大型電子計算機進行的數值天氣預報,是現代天氣預報的核心。氣候預測是怎樣進行的?

    肖子牛:目前氣候預測主要有兩種方法:一種是利用以數學物理為基礎的氣候預測數值模式(簡稱氣候模式)預測。它是用大型電子計算機進行運算求解,模擬氣候系統演變,得出預測結論。氣候模式預測是現代氣候預測技術的發展方向,目前世界上大多數業務中心是利用氣候模式做預測;另一種是統計方法,即找到某些現象之間的聯絡,總結規律,作出預測。統計預測也在不斷發展。

    我國氣候預測採用的是氣候模式和統計方法相結合的技術路線。

    1998年大洪水的氣候預測是成功的,但近兩年來的雨雪冰凍和乾旱災害未能準確預測

    記者:氣象部門成功預測了1998年長江流域的大洪水,但沒有準確預測出近兩年來的雨雪冰凍和乾旱災害。

    肖子牛:和天氣預報比起來,氣候預測更為複雜,涉及到大氣圈、岩石圈、生物圈、冰雪圈和水圈的變化和相互作用,影響氣候預測的因子更多。我們能看到一些現象對未來氣候的影響,比如拉尼娜現象、冰的覆蓋、陸面狀況,但認識還非常膚淺。

    目前,氣候模式的預測能力還不高。利用氣候模式來做氣候預測的水平,相當於幾十年前利用天氣預報數值模式來做預報時的水平,僅僅處於起步階段,其預測水平和預測的可靠性還十分有限。

    另外,我國處在亞洲季風區,氣候變率大,氣候預測的不確定性也很大;同時我國氣候受到青藏高原的強大地形的影響,增加了氣候預測的複雜程度。國際上所有先進的氣候模式在東亞地區預測水平都比較低。

    王紹武:“我國短期氣候預測的研究”是國家“九五”期間16個重中之重的攻關項目之一,這套短期氣候預測系統獲得2003年度國家科技進步一等獎。通過這個項目,同時在許多科研單位和院校的共同努力和協作下,我國國家氣候中心等單位在氣候預測業務和研究方面,向前邁進了一大步。然而,當前氣候預測的水平仍然遠遠沒有滿足人們的期望。

    希望氣候預測像天氣預報一樣比較準確,是很難達到的

    記者:怎樣提高氣候預測的準確率?

    肖子牛:雖然世界各國氣候預測的準確率普遍都不太高,但和最先進的氣候預測水平比起來,我們還有差距。如果我們不打牢基礎,加快發展,未來就會遠遠落後,難以滿足經濟社會發展需求。

    首先,由於我們對氣候系統的很多規律、內部相互作用還不清楚,要繼續加強科學研究,特別是要加強有地域特色的基礎研究。第二,要堅持不懈地加強氣候系統模式的研究和發展,這是做好預測的重要技術基礎,是發展方向。第三,要加強對氣候系統的觀測。沒有觀測數據,氣候預測就只能是“無米之炊”,現在有些數據通過全球共享可以拿到,但很多數據我們沒有。

    另外,計算機等支持條件也要不斷改善。利用氣候系統模式進行氣候預測,對計算機的要求非常高。中國氣象局現在擁有每秒21萬億次運算速度的高性能計算機資源,共有2000多個CPU(中央處理器),而日本一個科研組運行的一個高分辨率氣候模式,就佔用了1000個CPU資源。中國氣象局今年10月要再上一個10萬億次的計算機,支持相關工作。

    記者:氣候預測的前景怎麼樣,有沒有能夠比較準確預測的那一天?

    肖子牛:隨著氣候預測技術的發展,氣候預測的準確率也將不斷提高。但由於氣候預測具有非線性系統內在的不確定性,希望氣候預測達到90%正確,像天氣預報一樣比較準確,這是很難達到的。

    王紹武:有一部分氣候要素是不可能做出預測的。一般認為,氣候預測的準確率上限在75%到85%之間。現在世界各國的氣候預測業務距離這個上限還有很大的差距。經過努力,氣溫預測準確率可以達到60%到70%,降水量預測的準確率一般在50%到60%之間。

    相關知識

    天氣是指一個地方瞬時或較短時間內的風、雲、降水、溫度、氣壓等氣象要素的綜合狀態,也就是陰、晴、冷、暖、幹、濕等大氣現象。目前,逐日天氣預報上限一般不超過10天。

    氣候是指一個地方較長時期天氣的統計特徵,如月總降水量、月平均溫度等。世界氣象組織規定,一年以內的月或季氣候預測,稱為短期氣候預測;一年以上的氣候預測,稱為長期氣候預測。

 
 
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