岳冉冉 董瑞豐

俗話說：四月亂穿衣。確實(shí)，一夜之間，湖南的人們從棉衣過渡到短袖，這種多變的天氣，大家出門前都習(xí)慣了看一看天氣預(yù)報(bào)。但您是否清楚目前天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率多高？它的“前世今生”怎樣？未來的天氣預(yù)報(bào)會(huì)如何發(fā)展？中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所曾慶存院士給大家做出了解答。

預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率可達(dá)80%

曾慶存介紹，目前天氣預(yù)報(bào)3天的準(zhǔn)確率在全球范圍可達(dá)70%至80%，如果是一定區(qū)域，比如我國(guó)華南地區(qū)的3天預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確度能高于80%。同時(shí)，國(guó)際上天氣預(yù)報(bào)的有效性已從早期的1-3天提高到5-7天。

“天氣預(yù)報(bào)達(dá)到‘十報(bào)九準(zhǔn)’甚至‘十報(bào)十準(zhǔn)’，目前來說不大可能?！痹鴳c存說，天氣有偶然性，它不在人工實(shí)驗(yàn)室里，也不被人為控制，是預(yù)報(bào)總會(huì)有偏差。

從“憑經(jīng)驗(yàn)”到“算數(shù)值”

“古人看云識(shí)天：天上鉤鉤云，地上雨淋淋。這是過去的天氣預(yù)報(bào)——憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?！痹鴳c存說。

到了20世紀(jì)，人們已發(fā)明和應(yīng)用了氣象儀器來測(cè)量大氣狀態(tài)，氣象學(xué)開始進(jìn)入“科學(xué)時(shí)代”。特別是無線電的應(yīng)用，使各地氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)能及時(shí)匯總到一個(gè)中心，繪成“天氣圖”，但天氣圖還是嚴(yán)重依賴預(yù)報(bào)員的主觀判斷。

20世紀(jì)上半葉，科學(xué)界提出用描述大氣運(yùn)動(dòng)的原始方程組作定量天氣預(yù)報(bào)的構(gòu)思，但方程組非常復(fù)雜，無法直接求解。1961年，曾慶存在深入分析天氣演變過程的理論基礎(chǔ)上，首創(chuàng)半隱式差分法，在國(guó)際上首次成功求解大氣斜壓原始方程組，畫出了世界上第一張用原始方程組的天氣預(yù)報(bào)圖。我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造的半隱式差分法和此后又創(chuàng)新的平方守恒法，至今仍在國(guó)際上廣泛應(yīng)用。

未來能預(yù)測(cè)幾十年后氣候

天氣能預(yù)報(bào)，氣候也能嗎？曾慶存回答：能。

曾慶存舉了個(gè)例子：如果要預(yù)報(bào)幾天后的天氣，只需考慮大氣，但如果要預(yù)測(cè)幾年甚至幾十年后的氣候，還需要考慮海洋、陸地植被、太陽(yáng)活動(dòng)等等。

在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，我國(guó)逐漸發(fā)展出短期氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并將最終建成研究和預(yù)估全球氣候和生態(tài)環(huán)境變化的“數(shù)值模擬裝置”。

曾慶存表示，預(yù)測(cè)未來一個(gè)月、一年，甚至幾十年的氣候，關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)方方面面，如夏季洪澇、冬季霧霾、農(nóng)業(yè)規(guī)劃、能源布局等，在全球變暖背景下，氣候預(yù)測(cè)愈顯重要。

2009年，曾慶存與其他科學(xué)家就萌生了建立地球模擬器的想法。在數(shù)百位科學(xué)家的共同努力下，“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”于2018年在北京市懷柔科學(xué)城破土動(dòng)工，并將于2022年完工。該裝置將為國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化、大氣環(huán)境治理等重大問題提供科學(xué)支撐。