时间跨度越长 天气预报越不准确 怎么破?

  • 2020-12-22 16:46
  • 科技日报

 时间跨度越长,天气预报越不准的“魔咒”怎么破?

天气和气候与人们的生活密切相关。从每天晚上7: 30准时收听中央气象台的天气预报,到随时在智能手机上查看未来15天的天气情况,足以显示人们对天气和气候的关注。

但是细心的人会发现,24小时内的天气情况预报结果是比较准确的,时间越晚,预报结果越有可能出现偏差,而一个月后的天气情况几乎无法准确预报。

12月10日,国家自然科学基金气候系统预测中心在南京信息科技大学揭牌。作为江苏省第一个基础科学中心,该项目由南京信息科技大学王慧君教授牵头,与中山大学共同实施。

作为该项目的首席专家,王慧君表示,该中心将专注于解决10-30天天气预报、2年厄尔尼诺现象和未来全球气候变化等科学问题,有望成为全球气候预测的重要智库之一。

填补天气预报和气候预测之间的“缝隙”

“以往对天气预报的研究分为天气预报和气候预报。天气预报的时限一般为1-10天,气候预报的时限为一两个月到几年。10-30天延长期的天气预报相对较少。”南京信息科技大学教授罗京佳告诉记者。

天气预报和气候预报字面上相似,但研究方法不同。

罗静佳说,天气预报一般考虑温度、气压、温度等因素,这些因素都是大气本身变化的结果,而且这种变化非常快;气候变化要慢得多。科学家在进行预测时,需要考虑大气、海洋和陆地之间的物质和能量交换。

长期天气预报介于两者之间,不仅需要观测云和了解天气,还需要计算海洋对大气和陆地指标的影响。如果单纯使用传统的天气预报方法,容易出现偏差。

目前,在全球大气科学领域,扩展天气预报是一个尚未解决的问题。2013年,世界气象组织将长周期预报作为其重点任务之一,并提出了国际“分季预报计划”。目前,全球共有11种商业模式参与该计划,主要侧重于高影响天气的分季可预测性(即在几周内预测暴雨、寒潮、干旱等极端天气的变化),中国开发的模式也在其中。

从时间尺度上看,延长期的天气预报可以看作是常规天气预报和气候预报之间的一个“缺口”。“填补这个‘空白’非常困难。在气候模型中,必须准确刻画天气与气候系统多尺度相互作用的过程。”南京信息科技大学教授许表示,研究团队将加强对季节内振荡及其尺度相互作用机制的研究,提出一种新的长周期预测理论和方法。“预计这将提高长期预测的准确性,居民在旅行时可以避免异常天气。防灾部门也可以提前采取相关预防措施。”

向世界级气候预测难题发起挑战

“今年夏季,长江中下游地区出现暴雨,部分地区出现超过历史警戒水位的洪水。这就是厄尔尼诺现象在起作用。”罗静佳告诉记者。

厄尔尼诺现象是指太平洋中东部热带海域海水温度异常持续变暖,影响全球气候。虽然东亚靠近太平洋,但气候变化与厄尔尼诺现象密切相关。

据罗京佳介绍,该研究组开发了一套高精度气候预测系统,该系统不仅可以耦合大气、海洋和地表等不同模型,还可以结合人工智能算法来提高预测精度,并提高

今年3月,根据这个系统,他们向有关部门提交了今年夏天长江流域的暴雨预报。“我们将来会继续优化这个系统。比如对降雨强度和分布面积的预测会更准确。”罗静嘉说道。

另外,东亚常年受季风影响。季风区海陆系统复杂,西部是青藏高原,东部是太平洋副热带高压带,北部是寒冷的西伯利亚高压,南部是高海水温度中山大学教授宋洋说,世界上只有东亚同时受到冬季风和夏季风的影响,很难准确预测该地区的气候变化。

然而,中国的减灾防灾、生态文明建设和气候变化都需要气象科学研究的稳定支持。

王慧君告诉记者,气候预测是一个具有强烈社会需求的世界级科学问题。到目前为止,还没有建立起完整的气候预测理论,世界上也没有一个国家有成熟的气候预测业务系统。「成立气候系统预测基础科学中心的目的,是集中研究气候预测研究的三大科学问题:厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)和海温预测、扩展天气预测,以及年际和十年间的气候预测。我们将科学打击季风系统动力学理论、精细化陆面过程模型、热带海气相互作用、季节振荡、年际和年代际气候预测理论,力争取得一些关键突破。

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