時間跨度越長 天氣預報越不準的“魔咒”怎么破？
天氣、氣候與人們的生活息息相關。從過去每天晚上7點30分準時守在電視前收聽中央氣象臺第二天的天氣預報，到如今隨時在智能手機上查看未來15天的天氣情況，足以可見人們對天氣、氣候的關注。
但是，細心的人們會發(fā)現(xiàn)，24小時之內(nèi)的天氣狀況預報結果比較準，時間越往后，預報結果越容易出現(xiàn)偏差，而一個月之后的天氣狀況幾乎無法準確預測。
12月10日，國家自然科學基金氣候系統(tǒng)預測基礎科學中心在南京信息工程大學揭牌。作為首個落戶江蘇的基礎科學中心，該項目由南京信息工程大學王會軍教授牽頭，聯(lián)合中山大學共同實施。
作為項目首席專家，王會軍表示，該中心將著重解決10—30天延伸期天氣預報、2年內(nèi)的厄爾尼諾現(xiàn)象以及未來全球氣候變化等科學問題，將有望成為全球氣候預測的重要智庫之一。
填補天氣預報和氣候預測之間的“縫隙”
“以前對于氣象預報的研究分為天氣預報和氣候預測，能夠進行天氣預報的時限一般是1—10天，氣候預測的時限則是一兩個月至幾年，10—30天的延伸期領域的天氣預報相對來說涉及不多。” 南京信息工程大學教授羅京佳告訴記者。
天氣預報與氣候預測從字面上看起來差不多，但是研究的方法卻不相同。
羅京佳說， 天氣預報一般要考慮氣溫、氣壓、溫度等因素,這些都是大氣層本身變化的結果，并且這種變化速度非常快；而氣候變化則慢很多，科學家進行預測的時候，需要考慮大氣、海洋、陸地等多圈層之間的物質能量交換。
延伸期天氣預報則處于兩者之間，既要觀云識天氣，也要計算海洋對大氣和陸地各項指標的影響，如果只是簡單地利用傳統(tǒng)預報天氣的方法就容易出現(xiàn)偏差。
目前，在全球大氣科學領域，延伸期天氣預報是懸而未決的難題。2013年，世界氣象組織把延伸期預報作為重點工作之一，并提出國際“次季節(jié)至季節(jié)預測計劃”，目前全球共有11個業(yè)務模式參與到這一計劃中，主要關注高影響天氣的次季節(jié)可預報性（即對暴雨、寒潮、干旱等極端天氣幾周內(nèi)的變化進行預報），我國開發(fā)的模式也在其中。
從時間尺度上看，延伸期領域的天氣預報可看做是常規(guī)天氣預報和氣候預測之間的“縫隙”。“填補這個‘縫隙’非常難，在氣候模式中必須準確刻畫出天氣和氣候系統(tǒng)多尺度相互作用的過程。”南京信息工程大學教授徐邦琪說，課題組將加強季節(jié)內(nèi)振蕩及其尺度相互作用的機理研究，提出新的延伸期預報理論和方法，“將有望提高延伸期預報的準確率，居民出行可以避免異常天氣，防災部門也能提前做好相關預防措施。”
向世界級氣候預測難題發(fā)起挑戰(zhàn)
“今年夏季，長江中下游流域遭遇強降雨，局部地區(qū)發(fā)生超歷史警戒水位的大洪水，這就是厄爾尼諾現(xiàn)象在作怪。”羅京佳告訴記者。
厄爾尼諾現(xiàn)象是指在太平洋中部和東部的熱帶海洋地區(qū)，海水溫度異常持續(xù)變暖，進而影響整個世界氣候。而東亞地區(qū)緊靠太平洋，氣候變化與厄爾尼諾現(xiàn)象息息相關。
據(jù)羅京佳介紹，課題組已經(jīng)研發(fā)出一套高精度氣候預測系統(tǒng)，不僅可以耦合大氣、海洋、陸面等不同模式，對未來2年內(nèi)的氣候情況進行有針對性的預測，而且還可以結合人工智能算法，提高預測的準確性，對厄爾尼諾現(xiàn)象提前18個月的預報準確率已經(jīng)可以提高到80%以上。目前，國際上只有這套系統(tǒng)可以提供未來2年的厄爾尼諾實時預測結果。
在今年3月，他們就依據(jù)這套系統(tǒng)向有關部門提交了今夏長江流域強降雨的預測。“今后我們還將繼續(xù)優(yōu)化這套系統(tǒng)，比如對降雨強度、分布地區(qū)的預測將更加準確。”羅京佳說。
除此之外，東亞地區(qū)常年受季風影響。“季風地區(qū)海陸系統(tǒng)復雜，西面是青藏高原，東面是太平洋副高壓帶，北面有冷西伯利亞高壓，南面海溫較高。”中山大學教授楊崧介紹說，世界上同時受冬季季風和夏季季風影響的只有東亞地區(qū)，想要準確預測這個地區(qū)的氣候變化非常困難。
但是，我國減災防災、生態(tài)文明建設和應對氣候變化等工作，都需要氣象科學研究提供穩(wěn)定的支撐。
王會軍告訴記者，氣候預測是一個具有強烈社會需求的世界級科學難題，迄今為止還沒有建立起完整的氣候預測理論，世界上還沒有任何一個國家擁有成熟的氣候預測業(yè)務系統(tǒng)。“成立氣候系統(tǒng)預測基礎科學中心的目的，便在于集中聚焦氣候預測研究的三大科學難題：厄爾尼諾和南方濤動（ENSO）與海溫的預測、延伸期天氣預報、年際—年代際氣候預測，我們將從季風系統(tǒng)動力學理論、精細化陸面過程模式、熱帶海氣相互作用、季節(jié)內(nèi)振蕩、年際—年代際氣候預測理論方面展開科學攻堅，力爭實現(xiàn)若干關鍵突破，提高氣候預測科學水平和準確率。”（記者 張 曄）
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