从预报天气到预测气候(深度观察)(4)
丁一汇认为,如今,气候变化日益显著,这对气候预测的准确率带来更大挑战。过去认识到的一些海洋和大气相互作用、陆地和大气相互作用等方面的机理,随着全球变暖,也可能会发生变化,进而给气候预测造成障碍。
怎样进一步提升气候预测的能力和水平?
“制约气候预测准确率的主要因素,是人类对气候系统的科学认知水平。气候系统包括全球海洋、陆地、海冰、大气等的演变及相互作用,全面理解其中的物理机理和影响过程,需要国内外科学家的科研攻关。”丁一汇说,此外,全面开展气候系统监测,完善气候模式的物理、化学、生物等过程,这不仅是气象工作者的工作,还涉及数学、物理、化学、计算机等学科的发展。制约气候预测准确率的因素很多,需要长期的努力。
“我们研发气候模式比发达国家晚,现在还需要努力追赶欧美第一梯队。”丁一汇认为,“最近,我们开始向社会公开气候预测结论,在实践中接受检验,有利于知道问题在哪儿,从而更好地前进。”
“大气运动本身就是一个复杂的、非线性的混沌系统。经过近半个世纪的研究和探索,目前对未来月、季尺度的气候预测有了长足的进步,但与天气预报相比,准确率和可靠性相对依然较低。”中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任肖子牛说,未来要继续加强对气候的基础研究,继续拓展对整个气候系统的信息探测和认知,不断发展分辨率更高、物理过程更准确完善的气候系统数值模式,依靠多学科的交叉融合寻找提高预测准确率的途径。
“数值模式是大气科学重要的实验平台,也是天气气候预测的重要技术手段。”肖子牛表示,天气预报准确率不断提高的历史经验告诉我们,数值模式预报系统进步是提高预报准确率的重要途径。我国已经建立了地球系统数值模拟大科学装置,为未来气候预测数值模式的发展提供了良好的创新科研平台。
肖子牛还认为:“学科的交叉融合可能会激发出意想不到的突破点,天气预报数值模式就是大气科学、计算数学和信息科学交叉融合发展起来的一个典范。人工智能、机器深度学习、大数据等的发展,也将为气候预测准确率的提高打开新途径。”
记者手记
让气候预测更好服务国计民生
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。