孫照渤 陳海山
摘要 本文從科學(xué)發(fā)展角度回顧了國(guó)內(nèi)外短期氣候預(yù)測(cè)的發(fā)展歷程;在此基礎(chǔ)上,回顧了南京信息工程大學(xué)建校60 a來(lái)短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)建設(shè)及其在教學(xué)、科研和預(yù)測(cè)方面的實(shí)踐,并展望其未來(lái)工作。
關(guān)鍵詞 短期氣候預(yù)測(cè);團(tuán)隊(duì)建設(shè);教學(xué)工作;科學(xué)研究;預(yù)測(cè)業(yè)務(wù);回顧與展望
1 短期氣候預(yù)測(cè)的發(fā)展歷程回顧
短期氣候預(yù)測(cè)是指對(duì)氣候要素的月、季和年平均值或者總量及其變率的預(yù)測(cè)。常用的氣候要素主要有氣溫、降水等。由于這個(gè)時(shí)間尺度的氣候要素與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)需求有密切關(guān)系,因此短期氣候預(yù)測(cè)受到了各國(guó)政府和科技界的高度重視。
短期氣候預(yù)測(cè)作為大氣科學(xué)的一個(gè)分支,其發(fā)展過(guò)程是從19世紀(jì)末開(kāi)始的,至今經(jīng)歷了三個(gè)主要的發(fā)展階段。
1.1 初始階段
1873年布侖福德(Blandford)發(fā)現(xiàn)印度西北部5月大雪不利于后期印度季風(fēng)發(fā)展,并利用積雪因子制作并發(fā)布了后期印度季風(fēng)雨量預(yù)報(bào)。1883年泰瑟倫·德·鮑特(Teisserrene de Bort)提出了大氣活動(dòng)中心概念,指出大氣活動(dòng)中心的位置和強(qiáng)度變化具有長(zhǎng)期趨勢(shì),能為短期氣候預(yù)測(cè)提供重要的依據(jù)。瓦克(Walker)從1904年開(kāi)始,通過(guò)計(jì)算相關(guān)系數(shù),研究了世界各地天氣之間的遙相關(guān)(Walker,1910);提出了世界三大濤動(dòng)的概念,即北大西洋濤動(dòng)(NAO)、北太平洋濤動(dòng)(NPO)和南方濤動(dòng)(SO)。他根據(jù)三大濤動(dòng)的研究結(jié)果,應(yīng)用回歸方程預(yù)報(bào)印度季風(fēng)雨量,取得了一定的效果。我國(guó)涂長(zhǎng)望應(yīng)用瓦克的理論和方法,研究了我國(guó)冷暖旱澇與三大濤動(dòng)的關(guān)系,并建立了回歸方程,開(kāi)啟了我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)的先河(涂長(zhǎng)望,1937)。大氣濤動(dòng)至今仍舊是短期氣候預(yù)測(cè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
穆?tīng)柼怪Z夫斯基從1913年開(kāi)始研究了極地冷空氣活動(dòng)路徑與歐洲天氣系統(tǒng)的關(guān)系,并進(jìn)行了分型研究,提出歐洲的季節(jié)天氣是由某幾個(gè)大氣活動(dòng)中心制約的觀點(diǎn),此后又提出了自然天氣季節(jié)、大型天氣過(guò)程的活動(dòng)韻律、發(fā)展位相等概念,并于1922年開(kāi)始制作季節(jié)預(yù)報(bào)。王根蓋姆從1935年開(kāi)始致力于大西洋到歐洲區(qū)域的大氣環(huán)流分型研究,并提出了優(yōu)勢(shì)環(huán)流型的季節(jié)轉(zhuǎn)換規(guī)律,用以制作季節(jié)預(yù)報(bào)。后來(lái),吉爾斯把這種分型推廣到了亞洲太平洋區(qū)域,進(jìn)一步建立了整個(gè)北半球的基本大氣環(huán)流型,從北半球大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)出發(fā),研究大氣環(huán)流各種時(shí)段的演變規(guī)律,為根據(jù)大氣環(huán)流變化制作短期氣候預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。
鮑爾從1926年開(kāi)始研究短期氣候預(yù)測(cè)問(wèn)題,并用回歸方程和復(fù)相關(guān)表制作短期氣候預(yù)報(bào),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐以后,他提出要以天氣諺語(yǔ)、氣候規(guī)律和預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)為線索,經(jīng)過(guò)分析以后轉(zhuǎn)換成定量的氣象參數(shù),加以嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)和物理解釋,可以作為短期氣候預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。
在制作短期氣候預(yù)測(cè)的初始期,科學(xué)家們已經(jīng)清醒認(rèn)識(shí)到,大氣環(huán)流與短期氣候變化具有密切的關(guān)系,提出了大氣活動(dòng)中心、三大濤動(dòng)等概念,并對(duì)大氣環(huán)流演變進(jìn)行了分型研究;科學(xué)家們還把積雪作為大氣外部因子,在短期氣候預(yù)測(cè)中應(yīng)用;短期氣候預(yù)測(cè)方法主要是統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。可以看出,盡管這些研究結(jié)果是初步的,但是這些研究結(jié)果,從認(rèn)識(shí)論和方法論兩個(gè)方面為短期氣候預(yù)測(cè)奠定了科學(xué)基礎(chǔ),開(kāi)啟了希望之光。他們的科學(xué)思想,甚至于有些結(jié)果,至今仍然具有重要意義。
1.2 探索階段
短期氣候預(yù)測(cè)作為大氣科學(xué)的一個(gè)分支,其發(fā)展是以大氣科學(xué)的發(fā)展為基礎(chǔ)的。
由于大氣探測(cè)技術(shù)的發(fā)展,氣象觀測(cè)資料增加,在此基礎(chǔ)上,20世紀(jì)30年代末,羅斯貝(Rossby)發(fā)現(xiàn)了大氣長(zhǎng)波,10 a以后,氣象學(xué)家提出了斜壓不穩(wěn)定和正壓不穩(wěn)定理論以及波動(dòng)頻散理論。這些理論奠定了大氣科學(xué)的理論基礎(chǔ),隨后恰尼(Charney)又提出了尺度分析理論,并建立了準(zhǔn)地轉(zhuǎn)模式,成功地得到了第1張數(shù)值天氣預(yù)報(bào)圖。菲利普(Phillips)則用兩層準(zhǔn)地轉(zhuǎn)模式,成功地模擬了大氣環(huán)流(Phillips,1956)。
大氣科學(xué)基礎(chǔ)理論的創(chuàng)立,為短期氣候預(yù)測(cè)提供了依據(jù)和新思路(Lorenz,1969,1976)。20世紀(jì)40年代開(kāi)始,納米亞斯(Namias)用5 d平均的700 hPa圖,采用外推方法,制作大氣長(zhǎng)波預(yù)報(bào),取得了一定的效果。接著他又嘗試做30 d平均圖的預(yù)報(bào),但是沒(méi)有成功(Namias,1953,1968)。20世紀(jì)50年代后期,英國(guó)開(kāi)始制作短期氣候業(yè)務(wù)預(yù)報(bào),幾年以后,因?yàn)轭A(yù)報(bào)效果不好,又停止了這項(xiàng)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù),1963年,索耶(Sawyer)用數(shù)字濾波方法研究了大西洋上空月時(shí)間尺度的大氣環(huán)流變化,發(fā)現(xiàn)了月尺度大氣環(huán)流系統(tǒng),并以此為科學(xué)依據(jù),重新開(kāi)始了短期氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)。1958年,我國(guó)楊鑒初提出了應(yīng)用氣象要素歷史演變規(guī)律制作短期氣候預(yù)報(bào)的方法,推動(dòng)了我國(guó)廣大氣象臺(tái)站開(kāi)展短期氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù),1960年我國(guó)中央氣象臺(tái)分析了歐亞西太平洋地區(qū)的大氣環(huán)流形勢(shì),建立了分型體系,共分11個(gè)型,其中冬季分為6型,夏季3型,過(guò)渡季節(jié)2型,以此作為短期氣候預(yù)測(cè)的基本工具。我國(guó)學(xué)者還研究了影響我國(guó)夏季旱澇的東亞夏季風(fēng)和雨帶的發(fā)展,以及冬半年寒潮爆發(fā)的規(guī)律。這些研究為我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)奠定了牢固的大氣環(huán)流基礎(chǔ)(葉篤正和朱抱真,1958;葉篤正等,1959;王紹武,1962)。
20世紀(jì)60年代,計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)快速發(fā)展,大大改善了計(jì)算條件,統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在大氣科學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。由于歷史的原因,直到1973年春天,我國(guó)才在南京氣象學(xué)院(現(xiàn)更名為南京信息工程大學(xué))開(kāi)辦了全國(guó)氣象統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)培訓(xùn)班,培養(yǎng)了一批骨干力量,使得應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法制作短期氣候預(yù)報(bào)在廣大臺(tái)站迅速推廣。通過(guò)實(shí)踐,我國(guó)學(xué)者認(rèn)識(shí)到應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法要挑選有物理意義的因子,要與大氣環(huán)流演變規(guī)律和預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。至今為止,經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法仍然是短期氣候預(yù)測(cè)的主要方法。
短期氣候過(guò)程的時(shí)間尺度決定了它是非絕熱過(guò)程,因此,尋找對(duì)大氣具有加熱作用的外部因子就成了科學(xué)家關(guān)注的重要問(wèn)題(吉爾斯,1963)。拉特克利夫(Ratcliffe)和納米亞斯(Namias)分別研究了太平洋和大西洋的海表溫度對(duì)英國(guó)和美國(guó)短期氣候變化的影響,中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究了黑潮對(duì)我國(guó)短期氣候變化的影響(中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所長(zhǎng)期預(yù)報(bào)組,1973;中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所,1978)。與此同時(shí),海冰、積雪以及陸面狀況等與短期氣候變化之間的關(guān)系,也引起了科學(xué)家們的高度重視。
20世紀(jì)70年代起,科學(xué)家們開(kāi)始探索用數(shù)值模式預(yù)報(bào)一個(gè)以月以上的短期氣候變化,米亞可達(dá)(Miyakoda)用GFDL模式做出了月平均圖(Miyakoda et al.,1983,1986)。中科院大氣物理研究所率先用二層模式預(yù)測(cè)我國(guó)跨季節(jié)夏季降水,取得了令人鼓舞的結(jié)果(曾慶存等,1990;Zeng et al.,1994)。我國(guó)科學(xué)家丑紀(jì)范等從理論上研究了短期氣候數(shù)值預(yù)報(bào)(丑紀(jì)范,1986;丑紀(jì)范和徐明,2001)。這些研究開(kāi)啟了用數(shù)值模式作短期氣候預(yù)測(cè)的新階段。
1.3 發(fā)展階段
20世紀(jì)80年代初開(kāi)始,大氣科學(xué)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段,這個(gè)階段開(kāi)始于1978年國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟(ICSU)提出的現(xiàn)代氣候和氣候系統(tǒng)概念,取代了經(jīng)典的氣候概念。1980年,世界氣象組織(WMO)和國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)共同制定了世界氣候規(guī)劃(WCP),特別是其下設(shè)的世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)及其子計(jì)劃(CLIVAR),引起了世界各國(guó)政府和科學(xué)家的高度重視。由于短期氣候預(yù)測(cè)所致力的月、季、年時(shí)間尺度預(yù)測(cè)是這些計(jì)劃的核心科學(xué)問(wèn)題,因此研究集中在幾個(gè)方面:大氣環(huán)流的演變規(guī)律;氣候系統(tǒng)各圈層的相互作用;建立完善的氣候模式用于短期氣候預(yù)測(cè);研究當(dāng)前的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)方法,提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。為此,世界氣象組織還設(shè)立了長(zhǎng)期預(yù)報(bào)專家組,推動(dòng)各國(guó)的短期氣候預(yù)測(cè)研究和業(yè)務(wù)的發(fā)展。
20世紀(jì)80年代初,Wallace and Gutzler(1981)對(duì)大氣遙相關(guān)的研究推動(dòng)了準(zhǔn)定常行星波動(dòng)力學(xué)研究,Hoskins and Karoly(1981)提出了羅斯貝波在球面大氣中的二維傳播,我國(guó)學(xué)者曾慶存提出了波包理論(Zeng,1983)。這些研究從理論上為短期氣候預(yù)測(cè)建立了堅(jiān)實(shí)的大氣環(huán)流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)(Hoskins and Pearce,1987)。
氣候系統(tǒng)各圈層之間的相互作用研究,為選擇短期氣候預(yù)報(bào)因子提供了科學(xué)依據(jù)。海洋的影響受到特別的關(guān)注(巢紀(jì)平,1977),在大量的觀測(cè)研究結(jié)果基礎(chǔ)上,Gill(1980)以及Palmer and Sun(1985)分別從理論上證明了熱帶海洋和中緯度海洋對(duì)大氣的加熱作用。特別是ENSO現(xiàn)象,Bjerknes(1969)以及Wallace and Gutzler(1981)為代表的研究,使得ENSO現(xiàn)象成為短期氣候預(yù)測(cè)中最有效的預(yù)報(bào)因子(Rasmusson and Carpenter,1982;Rasmusson and Wallace,1983)。此外,科學(xué)家們研究證明,陸面過(guò)程特別是植被和冰雪覆蓋也是短期氣候預(yù)測(cè)的重要物理因子。我國(guó)科學(xué)家研究證明,青藏高原也是影響短期氣候變化的重要因子(葉篤正和高由禧,1979)。
20世紀(jì)70年代以后,大氣科學(xué)最重要的成就是建立了大氣環(huán)流模式,使得大氣科學(xué)能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),就像物理化學(xué)能在實(shí)驗(yàn)室里做試驗(yàn)一樣,這標(biāo)志著大氣科學(xué)跨進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)的門檻。自從Phillips(1956)用二層準(zhǔn)地轉(zhuǎn)模式模擬了大氣環(huán)流以來(lái),世界各國(guó)科學(xué)家都在努力設(shè)計(jì)完善的大氣環(huán)流模式。我國(guó)學(xué)者首先設(shè)計(jì)出了原始方程模式。20世紀(jì)70年代以后,國(guó)際上先后出現(xiàn)了有代表性的GFDL、UCLA和NCAR模式。
氣候系統(tǒng)的研究為建立短期氣候預(yù)測(cè)數(shù)值模式提供了正確的科學(xué)路徑,那就是必須建立完善的大氣-海洋-冰雪覆蓋-陸面過(guò)程耦合模式。但是,由于科技水平制約,目前世界各國(guó)的模式都存在著一定程度的不完善狀況,建立完善的氣候模式是科學(xué)家們的努力目標(biāo)。
在目前的氣候模式水平下,為了充分有效地應(yīng)用氣候模式的數(shù)值結(jié)果制作短期氣候預(yù)測(cè),曾慶存等(1990)和Bengtsson et al.(1993)分別提出了“兩步法”制作短期氣候預(yù)測(cè)方法。另外,由于大氣是一個(gè)高度非線性系統(tǒng),對(duì)初始條件誤差非常敏感,為此,Leith早在1974年就提出了集合預(yù)報(bào)思想和方法(Leith,1974),1995年Kalnay提出了解決集合預(yù)報(bào)初值問(wèn)題的具體方法(Kalnay,1995)。這些努力為充分應(yīng)用數(shù)值模式結(jié)果制作短期氣候預(yù)測(cè)做出了貢獻(xiàn)。
1989年,我國(guó)制定了中國(guó)氣候計(jì)劃,科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金委以及有關(guān)部門都積極支持短期氣候預(yù)測(cè)的有關(guān)研究項(xiàng)目?!捌呶濉保?985—1990年)和“八五”(1991—1995年)期間中國(guó)氣象局設(shè)立了局重點(diǎn)科研項(xiàng)目《長(zhǎng)期預(yù)報(bào)理論、方法和資料庫(kù)建立研究》,“九五”期間,科技部還設(shè)立了短期氣候預(yù)測(cè)重中之重的攻關(guān)項(xiàng)目。在廣大氣象工作者的努力下,特別值得提出的是我國(guó)中央氣象臺(tái)長(zhǎng)期科的專家們(后來(lái)轉(zhuǎn)入國(guó)家氣候中心),為我國(guó)的短期氣候業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)做出了巨大貢獻(xiàn)(丁一匯,2004)。近年來(lái),國(guó)家氣候中心在短期氣候預(yù)測(cè)研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中取得了若干重要進(jìn)展,為我國(guó)的短期氣候預(yù)測(cè)做出了重要貢獻(xiàn);我國(guó)的短期氣候預(yù)測(cè)研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)都處于世界先進(jìn)水平(李維京,2012;宋連春等,2013)。
在科學(xué)研究領(lǐng)域,我國(guó)科學(xué)家始終緊密聯(lián)系實(shí)際,把影響我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)的實(shí)際問(wèn)題作為主要研究對(duì)象(黃榮輝,2006;吳國(guó)雄等,2006)。黃榮輝提出了東亞夏季EAP遙相關(guān)型(黃榮輝和岸??比?,1983),李崇銀研究了氣候系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(李崇銀,1988,2000),吳國(guó)雄、徐祥德分別研究了青藏高原動(dòng)力學(xué)(徐祥德等,2001;吳國(guó)雄等,2004,2005;徐祥德和陳聯(lián)壽,2006),丁一匯研究了亞洲季風(fēng)(丁一匯和劉蕓蕓,2008),王會(huì)軍深入研究了短期氣候過(guò)程及其預(yù)測(cè)(王會(huì)軍,1997;王會(huì)軍等,2002,2008,2010,2012),張人禾多方面研究了海氣相互作用及其影響東亞(張人禾和黃榮輝,1998;Zhang et al.,1999;Zhang,2001),戴永久深入研究了陸面過(guò)程(戴永久和曾慶存,1996;戴永久等,1997)。這些研究從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面為我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)建立了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
為了提高我國(guó)干旱、洪澇、冷害、極端氣候事件等災(zāi)害現(xiàn)象的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率,我國(guó)廣大專家學(xué)者集中研究了大氣內(nèi)部短期氣候變化的物理過(guò)程:東亞季風(fēng)、夏季雨帶和雨型、西太平洋副熱帶高壓、南亞高壓、越赤道氣流、極渦、冷空氣活動(dòng)、季節(jié)內(nèi)振蕩、大氣遙相關(guān)和風(fēng)暴軸等。在影響短期氣候變化的大氣外部因子方面,集中研究了海表溫度、特別是ENSO事件、冰雪覆蓋、陸面過(guò)程、青藏高原等(王紹武等,2005)。在短期氣候預(yù)測(cè)方法方面,研究了經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法、動(dòng)力學(xué)方法及動(dòng)力和統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法(陳菊英,1991;廖荃蓀和趙振國(guó),1992;李維京和陳麗娟,1999;陳興芳和趙振國(guó),2000;李維京和紀(jì)立人,2000;任宏利和丑紀(jì)范,2005,2007;陳麗娟等,2008)。
在短期氣候數(shù)值預(yù)報(bào)領(lǐng)域,早在20世紀(jì)70年代初,中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所就應(yīng)用2層模式,預(yù)測(cè)我國(guó)夏季降水,取得了可喜成果。目前我國(guó)在海氣耦合模式,陸面過(guò)程模式,海冰模式領(lǐng)域,都取得了引人注目的成績(jī)。中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所、國(guó)家氣候中心以及南京信息工程大學(xué)等都在發(fā)展和應(yīng)用氣候數(shù)值模式,為解決短期氣候預(yù)測(cè)水平而努力。
2 六十載攀登路
南京信息工程大學(xué)成立于1960年我國(guó)經(jīng)濟(jì)困難時(shí)期,建校以后,始終堅(jiān)持正確的辦學(xué)方向,為國(guó)家培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀人才。歷任校領(lǐng)導(dǎo)和教職工都把培養(yǎng)國(guó)家需要的人才作為奮斗目標(biāo),在辦學(xué)中把教學(xué)放在第一位,在教學(xué)內(nèi)容中把臺(tái)站業(yè)務(wù)需求放在第一位。秉承著這樣的辦學(xué)理念,南京信息工程大學(xué)從無(wú)到有,從弱到強(qiáng),走出了有獨(dú)立特色的辦學(xué)之路。短期氣候預(yù)測(cè)就是在這片校園的哺育下成長(zhǎng)起來(lái)的,經(jīng)歷了60 a的攀登之路。
2.1 教學(xué)團(tuán)隊(duì)
建校后教學(xué)單位是按照行政單位設(shè)置的,學(xué)校設(shè)氣象系和農(nóng)業(yè)氣象系,短期氣候預(yù)測(cè)屬于氣象系的天氣教研組。氣象系第一任系主任朱和周先生是新中國(guó)成立以后從美國(guó)回國(guó)的學(xué)者,在大氣環(huán)流和中小尺度氣象學(xué)方面卓有建樹(shù)。1960年建校時(shí),他從中國(guó)氣象局天氣處的領(lǐng)導(dǎo)崗位被派到學(xué)校擔(dān)任系主任,他把提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高素質(zhì)人才放在工作首位。為此,他不拘一格從全國(guó)各地挑選優(yōu)秀人才到學(xué)校任教,對(duì)教師提出了很高要求。每一位上課老師都要經(jīng)過(guò)輔導(dǎo)、備課、試講等一系列的嚴(yán)格考核,合格以后才能走上講臺(tái)。即使走上講臺(tái),如果不能夠勝任教學(xué)任務(wù),也要被“拉”下講臺(tái)。他還經(jīng)常深入到學(xué)生當(dāng)中,既關(guān)心學(xué)生,又嚴(yán)把考試關(guān),培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)良學(xué)風(fēng)。在他的嚴(yán)謹(jǐn)管理之下,氣象系培養(yǎng)出了一批優(yōu)秀教師,樹(shù)立了優(yōu)秀的教風(fēng)和學(xué)風(fēng),為氣象系的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。短期氣候預(yù)測(cè)就是在這種優(yōu)秀的學(xué)風(fēng)環(huán)境中發(fā)展起來(lái)的課程團(tuán)隊(duì)。
應(yīng)該說(shuō)明,由于學(xué)科間有著密切的聯(lián)系,學(xué)校的數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的教師,以及氣象學(xué)科內(nèi)部不同領(lǐng)域的教師也從事了很多短期氣候方面的研究工作。以下主要以短期氣候預(yù)測(cè)的課程教學(xué)為基礎(chǔ),回顧短期氣候預(yù)測(cè)的發(fā)展歷程。
學(xué)校的短期氣候預(yù)測(cè)創(chuàng)始人是章基嘉先生,他就讀于上海交大物理學(xué)專業(yè),為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,參加了氣象工作,以后又被國(guó)家派往蘇聯(lián)列寧格勒水文氣象學(xué)院攻讀研究生,師從著名的短期氣候?qū)W者吉爾斯,主要的研究領(lǐng)域是大氣環(huán)流與短期氣候預(yù)測(cè),獲得學(xué)位以后,回國(guó)后在中國(guó)氣象局工作。我校成立時(shí),被派到我校任教。到學(xué)校以后,他積極籌備短期氣候預(yù)測(cè)的教學(xué)工作,編寫教材,并翻譯出版了吉爾斯的《長(zhǎng)期天氣預(yù)告原理》一書(shū)不久以后,他又被派到越南工作,因此我校1960級(jí)的短期氣候預(yù)測(cè)課是聘請(qǐng)中央氣象臺(tái)專家李小泉來(lái)校主講的。從1961級(jí)開(kāi)始,就由章基嘉老師和本校的教師承擔(dān)。當(dāng)時(shí)大氣環(huán)流、短期氣候預(yù)測(cè)和氣象統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)教師是統(tǒng)一安排教學(xué)任務(wù)的,早期參加教學(xué)工作的有王得民、程極益、施能等老師。1972年,孫照渤調(diào)到學(xué)校工作,也被安排在這個(gè)教學(xué)組。后來(lái),葛玲、陳寅生、劉玳、何金海等先后調(diào)到學(xué)校也安排在這個(gè)教學(xué)組工作?!拔母铩逼陂g有一些畢業(yè)生留校在這個(gè)教學(xué)組工作,但是不久又陸續(xù)調(diào)離學(xué)校,這里就不一一列出了。1977年國(guó)家恢復(fù)研究生招生以后,王盤興、吳洪寶等考取研究生以后,師從章基嘉老師,獲得學(xué)位以后先后留校工作,參加了短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的教學(xué)科研工作,他們是章基嘉老師團(tuán)隊(duì)中卓有建樹(shù)的學(xué)者。隨著事業(yè)的發(fā)展,大氣環(huán)流、短期氣候預(yù)測(cè)和氣象統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)獨(dú)立發(fā)展出各自的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。王盤興和他的學(xué)生接替章基嘉老師承擔(dān)了本科生大氣環(huán)流教學(xué),也參加了氣象統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)教學(xué)。吳洪寶則主要從事氣象統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)教學(xué)。20世紀(jì)80年代初,學(xué)校公派何金海和孫照渤分別到美國(guó)和英國(guó)進(jìn)修學(xué)習(xí),何金?;貒?guó)以后就派到天氣教研室工作,孫照渤在英國(guó)氣象局長(zhǎng)期預(yù)報(bào)部門進(jìn)修學(xué)習(xí),回國(guó)以后仍舊承擔(dān)短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)工作,并給研究生開(kāi)設(shè)了高等大氣環(huán)流課程。后來(lái),學(xué)校引進(jìn)了李棟梁等專家學(xué)者,還引進(jìn)了一批博士:朱偉軍、陳海山、譚桂容、曾剛、李忠賢、彭麗霞、鄧偉濤、華文劍等陸續(xù)參加了短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)工作。
多年來(lái),在學(xué)校歷屆領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心支持下,在優(yōu)秀學(xué)風(fēng)的熏陶下,章基嘉院士創(chuàng)立的短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)團(tuán)隊(duì),不斷傳承和發(fā)展,已經(jīng)發(fā)展成在國(guó)內(nèi)外有一定影響的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì),涌現(xiàn)出了著名的專家葛玲、施能、陳寅生、王盤興、吳洪寶等。孫照渤曾任世界氣象組織長(zhǎng)期預(yù)報(bào)專家組成員,還獲得了全國(guó)優(yōu)秀教師稱號(hào)和國(guó)家有突出貢獻(xiàn)的留學(xué)回國(guó)人員稱號(hào)。近年來(lái),陳海山榮獲了“國(guó)家杰青”和“教育部特聘教授”稱號(hào);還有一批中青年專家獲得了各種獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù)稱號(hào)。
特別令人鼓舞的是,2015年學(xué)校引進(jìn)了王會(huì)軍院士和部分團(tuán)隊(duì)成員,王會(huì)軍院士是國(guó)內(nèi)外著名的大氣科學(xué)專家,特別是在短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域卓有建樹(shù),他團(tuán)隊(duì)的部分成員周波濤、黃艷艷等也直接參加了學(xué)校短期氣候預(yù)測(cè)的教學(xué)工作。2018年,學(xué)校還引進(jìn)了國(guó)家特聘專家羅京佳教授,他曾經(jīng)在日本和澳大利亞從事短期氣候數(shù)值預(yù)測(cè)研究,取得了令人矚目的成果。
2.2 科學(xué)研究
科學(xué)研究是提高教師學(xué)術(shù)水平和教學(xué)質(zhì)量的重要保障。由于教學(xué)任務(wù)比較重,短期氣候預(yù)測(cè)的科研起步較晚。1973年,章基嘉先生組織了一些教師對(duì)短期氣候預(yù)測(cè)教材中的一些實(shí)際例子進(jìn)行計(jì)算和分析,在此基礎(chǔ)上,他組織了兩個(gè)科研小組:一個(gè)由章基嘉、彭永清和王鼎良組成,主要從事青藏高原的研究;另一個(gè)由章基嘉、孫照渤和陳松軍組成,主要研究大氣環(huán)流異常與我國(guó)旱澇和氣溫的關(guān)系。1978年,有關(guān)的研究獲得了全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。1979年,這兩個(gè)小組主要成員赴成都參加了第一次全球大氣試驗(yàn)關(guān)聯(lián)的青藏高原考察和研究。1982年章基嘉老師調(diào)任中國(guó)氣象局副局長(zhǎng),但是他依然在我們學(xué)校招收研究生,經(jīng)常回學(xué)校進(jìn)行指導(dǎo)工作,他堅(jiān)持每年到學(xué)校開(kāi)設(shè)關(guān)于短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的專題講座?!捌呶濉保?985—1990年)和“八五”(1991—1995年)期間,他主持中國(guó)氣象局重點(diǎn)科研項(xiàng)目《長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的理論、方法和資料庫(kù)建立研究》,學(xué)校主持了該項(xiàng)目的第1課題,研究大氣環(huán)流異常與我國(guó)旱澇的關(guān)系,以及大氣外部因子的作用。期間章基嘉先生被遴選為中國(guó)工程院院士,開(kāi)始了他的學(xué)術(shù)研究新征程,然而由于意外事故,章基嘉先生不幸離世。項(xiàng)目的后續(xù)工作,是由孫照渤主持完成的。這兩項(xiàng)研究分別獲得了中國(guó)氣象局科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)兩次,國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)一次。
20世紀(jì)90年代,我國(guó)的大氣科學(xué)進(jìn)入了新的快速發(fā)展階段,國(guó)家增加了對(duì)大氣科學(xué)的投入力度,科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金都有課題支持短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的研究。學(xué)校的短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域成員,從不同渠道獲得了研究經(jīng)費(fèi)支持,在短期氣候過(guò)程、大氣環(huán)流動(dòng)力學(xué)、陸面過(guò)程、海洋、冰雪覆蓋和預(yù)報(bào)方法等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛深入的研究,這些研究站在短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際前沿,緊密聯(lián)系我國(guó)的實(shí)際,取得了令人矚目的成果。
20世紀(jì)90年代初我校成功地申請(qǐng)到博士授予單位和氣象學(xué)博士點(diǎn),在申請(qǐng)過(guò)程中就把短期氣候預(yù)測(cè)的科研教學(xué)成果列為最主要的研究方向,為學(xué)校發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
我校辦學(xué)的主要特點(diǎn)是面向業(yè)務(wù)實(shí)際。短期氣候預(yù)測(cè)在教學(xué)和科研方面取得了一定成績(jī)的時(shí)候,提出了直接參加國(guó)家業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的目標(biāo),也就是參加國(guó)家氣候中心主持的夏季降水和冬季氣溫跨季節(jié)預(yù)報(bào)會(huì)商。這是一個(gè)艱巨的任務(wù),因?yàn)闃I(yè)務(wù)預(yù)報(bào)與寫科研論文不同,不僅需要預(yù)報(bào)效果達(dá)到一定水平,還必須符合業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的各項(xiàng)要求,而且要面對(duì)實(shí)際結(jié)果的檢驗(yàn)考核。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),孫照渤帶領(lǐng)博士研究生譚桂容等經(jīng)過(guò)幾年的努力,建立了以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主的夏季降水型預(yù)測(cè),在此基礎(chǔ)上再選擇重大因子修正降水量預(yù)報(bào)。經(jīng)過(guò)對(duì)新建立的預(yù)報(bào)模型反復(fù)檢驗(yàn)以后,從1996年開(kāi)始,我們學(xué)校應(yīng)邀參加了全國(guó)汛期降水和年度氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)會(huì)商會(huì),從此與中國(guó)氣象科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所、北京大學(xué)、水利部水利信息中心、總參水文氣象中心等8大單位一起參加預(yù)報(bào)會(huì)商。2008年在預(yù)報(bào)系統(tǒng)中又加入了區(qū)域氣候模式數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果,2012年在原有基礎(chǔ)上又引入了交叉檢驗(yàn)和集合預(yù)報(bào)思想,建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集合預(yù)報(bào)方法作短期氣候預(yù)測(cè)。多年來(lái),我校參加國(guó)家會(huì)商的預(yù)報(bào)結(jié)果取得了優(yōu)異成績(jī)。2019年開(kāi)始,學(xué)校由新引進(jìn)的羅京佳團(tuán)隊(duì)以數(shù)值模式預(yù)報(bào)結(jié)果為主參加國(guó)家短期氣候預(yù)測(cè)會(huì)商。
2.3 國(guó)際交流
國(guó)際學(xué)術(shù)交流可以在不同國(guó)家之間相互借鑒,有效推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。在短期氣候預(yù)測(cè)發(fā)展過(guò)程中,我們學(xué)校曾經(jīng)吸收了國(guó)際先進(jìn)科學(xué)思想,同時(shí),我們也為國(guó)際的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
建校初期,章基嘉先生吸收了蘇聯(lián)的短期氣候預(yù)測(cè)先進(jìn)學(xué)術(shù)思想和成果,改革開(kāi)放以后,鑒于英國(guó)的短期氣候預(yù)測(cè)一直處于世界前沿,學(xué)校公派孫照渤到英國(guó)氣象局學(xué)習(xí)進(jìn)修,回國(guó)以后就參加了新版《中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)基礎(chǔ)》教材編寫,吸收了英國(guó)的短期氣候預(yù)測(cè)思想和成果。20世紀(jì)80年代開(kāi)始,孫照渤作為世界氣象組織長(zhǎng)期預(yù)報(bào)專家組成員,借鑒了許多國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用到了學(xué)校的教學(xué)和科研中,使得學(xué)校在短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展既保持我國(guó)特色又具有國(guó)際視野。
為了落實(shí)世界氣候研究計(jì)劃的有關(guān)條款,世界氣象組織成立了長(zhǎng)期預(yù)報(bào)專家組,由美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、澳大利亞、加拿大、中國(guó)和蘇聯(lián)專家組成。我們學(xué)校孫照渤由中國(guó)氣象局推薦,被世界氣象組織聘任為長(zhǎng)期預(yù)報(bào)專家組成員。1987年在英國(guó)里丁歐洲中期數(shù)值預(yù)報(bào)中心召開(kāi)了長(zhǎng)期預(yù)報(bào)專家組第一次會(huì)議,由組長(zhǎng)美國(guó)的吉爾曼主持會(huì)議,研究了很多問(wèn)題。其中有一個(gè)問(wèn)題,就是召開(kāi)國(guó)際學(xué)術(shù)交流會(huì)。當(dāng)時(shí)有好幾個(gè)國(guó)家爭(zhēng)取在自己的國(guó)家召開(kāi)這個(gè)會(huì)議,在中國(guó)氣象局支持下,孫照渤做了很多努力,最后爭(zhēng)取到了世界氣象組織的第一次長(zhǎng)期預(yù)報(bào)國(guó)際學(xué)術(shù)交流會(huì)1990年10月在我校舉行。為了推動(dòng)發(fā)展中國(guó)家開(kāi)展短期氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù),在學(xué)術(shù)交流會(huì)議前還舉行了一次培訓(xùn)班,也由我校承擔(dān)這個(gè)培訓(xùn)任務(wù)。中國(guó)氣象局和我校領(lǐng)導(dǎo)都非常重視,對(duì)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作都做了周密的安排。我校專門編寫了短期氣候預(yù)測(cè)的培訓(xùn)教材,由世界氣象組織編號(hào)出版并向成員國(guó)發(fā)送。會(huì)議前夕,中國(guó)氣象局派出了外事司領(lǐng)導(dǎo)王才芳同志來(lái)校具體指導(dǎo),有力保證了這次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的成功舉行。共有100多位國(guó)內(nèi)外著名專家學(xué)者參加學(xué)術(shù)會(huì)議,交流了各國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)新科學(xué)思想和新技術(shù),會(huì)議非常成功。在閉幕式上,中國(guó)氣象局領(lǐng)導(dǎo)和江蘇省領(lǐng)導(dǎo)以及世界氣象組織官員對(duì)這次會(huì)議給予了充分肯定。
1994年,孫照渤應(yīng)世界氣象組織邀請(qǐng),為世界氣象組織公報(bào)撰寫文章介紹季節(jié)預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法。1995年,我校成立了世界氣象組織區(qū)域培訓(xùn)中心(RMTC),此后我校又為發(fā)展中國(guó)家舉辦了兩次短期氣候預(yù)測(cè)培訓(xùn)班。
隨著改革開(kāi)放的發(fā)展,我校短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域加強(qiáng)了與國(guó)外的科研人員互訪交流,許多國(guó)際著名專家訪問(wèn)我們學(xué)校,我們也派出很多專家學(xué)者到國(guó)外學(xué)習(xí)交流,使得我校的短期氣候預(yù)測(cè)始終保持在國(guó)際前沿上發(fā)展。多年來(lái),我校短期氣候預(yù)測(cè)還為越南,巴基斯坦和非洲發(fā)展中國(guó)家培養(yǎng)了一批博士和碩士,有力地促進(jìn)了發(fā)展中國(guó)家的短期氣候預(yù)測(cè)的發(fā)展。
值得一提的是,2014年我校獲批了教育部首批氣候與環(huán)境變化國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,依托該平臺(tái)先后與夏威夷大學(xué)等國(guó)外高校組建了中美大氣海洋研究中心、地球系統(tǒng)模擬中心和氣候動(dòng)力學(xué)研究中心。2018年,先后建立了亞歐與北極氣候變化前沿科學(xué)研究中心、氣候與應(yīng)用前沿研究院。依托這些高水平國(guó)際科研平臺(tái),大力推動(dòng)與美國(guó)、挪威、日本等在短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際科研合作和學(xué)術(shù)交流。
建校60 a來(lái)的攀登,我校在短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域快速發(fā)展,不僅在學(xué)科水平上處于國(guó)際科學(xué)前沿,還立足于解決我國(guó)的短期氣候預(yù)測(cè)問(wèn)題,為國(guó)家做出了貢獻(xiàn)。
3 教學(xué)工作回顧
建校以來(lái),在學(xué)校“強(qiáng)基礎(chǔ)、重實(shí)踐,培養(yǎng)應(yīng)用型和復(fù)合型人才”的辦學(xué)理念指導(dǎo)下,短期氣候預(yù)測(cè)作為氣象專業(yè)的必修骨干課程,按照精品課程的建設(shè)要求,經(jīng)過(guò)60載的課程建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐,不斷完善,已經(jīng)建設(shè)成為國(guó)內(nèi)外有影響的課程,為國(guó)內(nèi)外培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀人才。
3.1 堅(jiān)守教學(xué)初心
為國(guó)家培養(yǎng)優(yōu)秀人才是大學(xué)的辦學(xué)初心。短期氣候預(yù)測(cè)作為一門課程,搞好教學(xué)工作,培養(yǎng)優(yōu)秀人才,才符合國(guó)家的要求,也是我們做好短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)的初心。但是大學(xué)與社會(huì)有著密切的聯(lián)系,短期氣候預(yù)測(cè)在60 a的教學(xué)過(guò)程中,也遇到了各種社會(huì)思潮的干擾,干擾主要有兩個(gè)方面:一方面是社會(huì)上形形色色的“讀書(shū)無(wú)用論”和“理論無(wú)用論”的干擾,“理論無(wú)用論”否定學(xué)科的基本概念和基本理論的重要性,削弱學(xué)生的發(fā)展后勁;形形色色的“讀書(shū)無(wú)用論”,則誤導(dǎo)學(xué)生急功近利,渙散學(xué)習(xí)積極性。面對(duì)這樣的干擾,只有堅(jiān)守教學(xué)初心,持之以恒搞好教學(xué),才能提高教學(xué)質(zhì)量。另一方面的干擾來(lái)自學(xué)科內(nèi)部,由于短期氣候預(yù)測(cè)還處于發(fā)展階段,學(xué)科水平所限,實(shí)際預(yù)報(bào)效果不理想。因此,20世紀(jì)80年代后半期到90年代初,在學(xué)科內(nèi)部產(chǎn)生了一種失望的情緒,有的學(xué)校甚至取消了這門課程,還有的只講理論,不講預(yù)測(cè)。當(dāng)時(shí),章基嘉先生主持了中國(guó)氣象局重點(diǎn)研究項(xiàng)目,取得的研究進(jìn)展打破了這種情緒。我們學(xué)校始終堅(jiān)持開(kāi)設(shè)短期氣候預(yù)測(cè)課程。到了20世紀(jì)90年代后半期,由于數(shù)值模式的發(fā)展和計(jì)算條件的改善,又出現(xiàn)了一種過(guò)分樂(lè)觀的情緒,認(rèn)為不需要太長(zhǎng)的時(shí)間,短期氣候預(yù)測(cè)問(wèn)題就能解決。事實(shí)證明過(guò)分悲觀和過(guò)分樂(lè)觀的情緒,都不符合短期氣候預(yù)測(cè)的科學(xué)發(fā)展規(guī)律。另外,近些年來(lái),受市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下商業(yè)營(yíng)銷模式的影響,教學(xué)中應(yīng)付考試的“刷題”風(fēng)有所蔓延,干擾影響了教學(xué)效果。這些干擾對(duì)短期氣候預(yù)測(cè)的教學(xué),帶來(lái)了不利影響。我校的短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員,始終牢記學(xué)校的辦學(xué)理念,堅(jiān)守教學(xué)初心,克服了形形色色的干擾,使得短期氣候預(yù)測(cè)課程的建設(shè)不斷發(fā)展,取得了很好的教學(xué)效果。
短期氣候預(yù)測(cè)作為大氣科學(xué)的一個(gè)分支,在氣候系統(tǒng)的五大圈層中,大氣是變化最快的圈層,而且大氣變化具有隨機(jī)性和非線性特征,人類對(duì)大氣變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)還有很大距離。只能在當(dāng)前的科學(xué)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,讓短期氣候預(yù)測(cè)為社會(huì)服務(wù)。短期氣候預(yù)測(cè)課程也只能在當(dāng)前科學(xué)水平的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)課程建設(shè),不斷更新教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。
60載的短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)工作表明,培養(yǎng)一支優(yōu)秀的教師隊(duì)伍才能有效地應(yīng)對(duì)各種干擾,做好教學(xué)工作。
3.2 優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃
教學(xué)計(jì)劃是落實(shí)辦學(xué)理念的重要保證。建校時(shí),我校氣象專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃主要參考了南京大學(xué)氣象專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱,建校后,系主任朱和周先生根據(jù)高教六十條的要求,主持制定了1962級(jí)使用的教學(xué)計(jì)劃,這份教學(xué)計(jì)劃充分體現(xiàn)了“強(qiáng)基礎(chǔ)、重實(shí)踐”的要求,主要特點(diǎn)是在基礎(chǔ)課階段數(shù)學(xué)、物理、外語(yǔ)不斷線,在專業(yè)課階段除去課程教學(xué)以外,設(shè)立了課程實(shí)習(xí)、教學(xué)實(shí)習(xí)和到業(yè)務(wù)部門的生產(chǎn)實(shí)習(xí)三個(gè)層次。此后,從1963級(jí)起又不斷修改。1977級(jí)學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃,是經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放、撥亂反正以后制定的,比較接近1962級(jí)的教學(xué)計(jì)劃。20世紀(jì)90年代,學(xué)校又對(duì)教學(xué)計(jì)劃做了一次比較大的修改。應(yīng)該說(shuō)明的是,盡管不同時(shí)期的教學(xué)計(jì)劃都受到了當(dāng)時(shí)社會(huì)思潮的影響,但是每一次修改教學(xué)計(jì)劃,我們學(xué)校都保留了短期氣候預(yù)測(cè)作為氣象專業(yè)必修骨干課程的地位。
我校的短期氣候預(yù)測(cè)之所以能夠發(fā)展成為有影響的課程,并為短期氣候預(yù)測(cè)學(xué)科的發(fā)展做出了貢獻(xiàn),首先是因?yàn)槲覀儗W(xué)校的教學(xué)計(jì)劃中一直保留了短期氣候預(yù)測(cè)課程,穩(wěn)定了一批教師,為短期氣候預(yù)測(cè)發(fā)展提供了保障;其次是按照學(xué)校的辦學(xué)理念,“強(qiáng)基礎(chǔ)、重實(shí)踐,培養(yǎng)面向氣象臺(tái)站業(yè)務(wù)需要的應(yīng)用型、復(fù)合型人才”,不斷加強(qiáng)課程建設(shè),逐步形成了我校短期氣候預(yù)測(cè)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和特色。
3.3 推進(jìn)教材建設(shè)
短期氣候預(yù)測(cè)作為大氣科學(xué)的一個(gè)分支,目前處于發(fā)展階段,而且發(fā)展很快,因此教學(xué)內(nèi)容需要不斷地更新,這也是短期氣候預(yù)測(cè)課程建設(shè)的一個(gè)難題。為了選擇適當(dāng)?shù)难芯砍晒鳛榻虒W(xué)內(nèi)容,我們一直堅(jiān)持以下三個(gè)原則:第一要具有科學(xué)性價(jià)值,選擇相對(duì)成熟的研究成果;第二要具有實(shí)踐性價(jià)值,選擇在實(shí)際業(yè)務(wù)中具有可應(yīng)用性的成果;第三要具有適合本科生的教學(xué)價(jià)值,要求對(duì)學(xué)生有可接受性和啟發(fā)性。我校短期氣候預(yù)測(cè)的創(chuàng)始人章基嘉先生,在這方面做出了典范,很好地回答了這個(gè)問(wèn)題。他帶領(lǐng)大家把短期氣候預(yù)測(cè)的主要內(nèi)容和范疇做了深入的研究,同時(shí)也為如何選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容打下了基礎(chǔ)。
事實(shí)上,不斷地修正和完善專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容,是所有專業(yè)課的永恒主題,也是保證專業(yè)課教學(xué)具有先進(jìn)性的重要保障。
建校60 a來(lái),我們學(xué)校的短期氣候預(yù)測(cè)教材經(jīng)過(guò)了四次大的更新。第一次是建校初期,那時(shí)候受印刷條件限制,用的是油印本教材,為了補(bǔ)充新內(nèi)容,還會(huì)臨時(shí)加發(fā)一些手刻蠟紙的油印教材,這個(gè)時(shí)期具有代表性的教材是1966年章基嘉先生編寫的《大氣環(huán)流及中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)》(章基嘉,1966)。第二次是為了供1977級(jí)學(xué)生教學(xué)用,章基嘉先生組織編寫了新的教材(章基嘉,1977),經(jīng)過(guò)修改和完善,由章基嘉主編,葛玲參加編寫的《中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)基礎(chǔ)》,于1983年由氣象出版社出版(章基嘉和葛玲,1966)。第三次的教材修改主要是為了增加氣候系統(tǒng)的有關(guān)研究?jī)?nèi)容,章基嘉主編,葛玲和孫照渤參加編寫的《中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)基礎(chǔ)》修訂版,于1994年出版(章基嘉等,1994)。第四次的教材編寫,是為了完成中國(guó)氣象局的培訓(xùn)任務(wù),孫照渤于20世紀(jì)90年代末開(kāi)始編寫的《短期氣候變化及其預(yù)測(cè)講義》,這本教材立足于現(xiàn)代氣候基本概念和氣候系統(tǒng)理論。由于是全新的教學(xué)內(nèi)容,重新構(gòu)建了全新的教材體系。初稿完成以后,經(jīng)過(guò)了近十年的應(yīng)用,廣泛征求了校內(nèi)外專家意見(jiàn),特別是征求了教育部大氣科學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)專家學(xué)者的意見(jiàn),反復(fù)修改完善,2010年由孫照渤、陳海山、譚桂容、李忠賢、鄧偉濤、曾剛和彭麗霞編寫,氣象出版社出版了《短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)》(孫照渤等,2010)。這本教材總結(jié)了短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域最新的研究成果,構(gòu)建了全新的教材體系,適應(yīng)了學(xué)科的發(fā)展,滿足了教學(xué)需要,被評(píng)為國(guó)家精品教材。
目前使用的《短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)》教材,由10章五個(gè)部分組成:一是氣候、氣候系統(tǒng)、氣候變化和氣候預(yù)測(cè)概念;二是氣候系統(tǒng)各成員的性質(zhì)及其相互作用,以及在短期氣候預(yù)測(cè)中的應(yīng)用;三是短期氣候預(yù)測(cè)方法,包括統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、動(dòng)力數(shù)值方法以及統(tǒng)計(jì)動(dòng)力相結(jié)合的方法,并專設(shè)一章綜合介紹我國(guó)夏季降水的成因和預(yù)測(cè)方法;四是預(yù)測(cè)結(jié)果的評(píng)估方法;五是介紹短期氣候預(yù)測(cè)的氣候背景。每一章都附有復(fù)習(xí)思考題,最后還給出了9個(gè)實(shí)習(xí)材料及計(jì)算機(jī)程序。從教材體系上說(shuō)是很完整的。但是應(yīng)該指出,由于短期氣候預(yù)測(cè)是發(fā)展很快的學(xué)科,因此,需要不斷地更新和完善。
教學(xué)是一種具有創(chuàng)新性的科學(xué)思維活動(dòng),對(duì)教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段,都有著特殊的要求。當(dāng)教師走上講臺(tái),面對(duì)幾十甚至上百的學(xué)生,僅僅用幾十個(gè)學(xué)時(shí),既要引起學(xué)生的興趣和注意力,又要把一門專業(yè)課程的理論體系、實(shí)際應(yīng)用和科學(xué)思維方法教給學(xué)生,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和建立創(chuàng)新意識(shí)的目標(biāo),的確是一項(xiàng)具有極端挑戰(zhàn)性的科學(xué)思維活動(dòng),絕對(duì)不是輕易就能夠做好的,需要教師刻苦修煉,首先要讓自己具有創(chuàng)新性思維才能夠達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。
3.4 做好教學(xué)工作
建校60 a來(lái),在學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)下,在兄弟學(xué)科的關(guān)心支持下,短期氣候預(yù)測(cè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)逐漸成長(zhǎng)壯大,在課程建設(shè)、師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、以及教材和課程管理等方面都取得了很好的成績(jī),不僅已經(jīng)建設(shè)成富有特色的課程,而且對(duì)短期氣候預(yù)測(cè)學(xué)科體系的形成也起到了推動(dòng)促進(jìn)作用。受到國(guó)內(nèi)外同行的肯定和高度評(píng)價(jià)。
建校60 a來(lái),我們學(xué)校的短期氣候預(yù)測(cè)教師隊(duì)伍,不忘教學(xué)初心,一直堅(jiān)守在教學(xué)科研前沿。目前不僅為大氣科學(xué)專業(yè)本科生開(kāi)設(shè)短期氣候預(yù)測(cè)課程,還為研究生開(kāi)設(shè)了有關(guān)的課程,2015年起,又為外國(guó)留學(xué)生開(kāi)設(shè)了《短期氣候預(yù)測(cè)理論與實(shí)踐》的課程。同時(shí),為國(guó)家培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的碩士和博士,從國(guó)家氣候中心到全國(guó)各省市氣象部門的骨干崗位上,都有他們的身影,為國(guó)家建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。特別是為國(guó)外培養(yǎng)了一批優(yōu)秀碩士和博士以及科技人員,他們遍布世界各地,推動(dòng)了短期氣候預(yù)測(cè)的發(fā)展,造福各國(guó)人民。
作為大學(xué)教師,教學(xué)初心就是要為國(guó)家培養(yǎng)優(yōu)秀的人才,做好教學(xué)工作是教師的天職。
4 科研若干進(jìn)展
60 a來(lái),我校的專家學(xué)者圍繞短期氣候預(yù)測(cè)的相關(guān)科學(xué)問(wèn)題,在多個(gè)方面開(kāi)展了深入的研究,在短期氣候預(yù)測(cè)相關(guān)領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新性的科研成果,以下回顧相關(guān)方面的一些進(jìn)展。
4.1 東亞和中國(guó)氣候變異機(jī)理研究
在東亞夏季風(fēng)及降水年代際變化及其機(jī)理方面開(kāi)展了系列研究(李春等,2002;Zeng et al.,2007;曾剛等,2010;彭麗霞等,2016)。發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)70年代中后期,中國(guó)東部夏季降水從北到南呈現(xiàn)出“+-+”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?+-”的三極分布型態(tài),此變化可能與太平洋年代際振蕩(PDO)由負(fù)位相向正位相轉(zhuǎn)變有關(guān),而20世紀(jì)80年代末90年代初中國(guó)東部夏季降水由北至南轉(zhuǎn)變成“-+”的偶極分布型態(tài)(鄧偉濤等,2009)。數(shù)值試驗(yàn)證實(shí)熱帶太平洋海表溫度年代際背景變化對(duì)東亞夏季風(fēng)20世紀(jì)70年代中后期年代際減弱有重要作用(曾剛等,2013)。
在中國(guó)區(qū)域氣候異常方面取得了一些新的進(jìn)展。Cai et al.(2010)研究指出,長(zhǎng)江中下游地區(qū)夏季溫度異常和大氣環(huán)流異常與遙相關(guān)波列有關(guān);并指出吸收性氣溶膠通過(guò)與大氣環(huán)流的協(xié)同作用,對(duì)夏季氣溫產(chǎn)生影響,而不單是簡(jiǎn)單的增溫效應(yīng)(Cai et al.,2016)。研究發(fā)現(xiàn)2011年長(zhǎng)江中下游地區(qū)冬春連旱和海洋性大陸區(qū)域的熱力強(qiáng)迫及北大西洋遙相關(guān)型的聯(lián)系(Jin et al.,2013)。此外,還揭示了南印度洋偶極型海溫異常和中國(guó)南方降水異常的聯(lián)系及機(jī)理(Jin et al.,2017);闡明了年際時(shí)間尺度上,長(zhǎng)江中下游與河套地區(qū)夏季降水反相振蕩現(xiàn)象和北大西洋濤動(dòng)的關(guān)系及其物理機(jī)制(Jin and Guan,2017)。
關(guān)于中國(guó)極端降水變化規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江中下游地區(qū)極端降水的異常變化表現(xiàn)為兩類,其異常環(huán)流型、加熱場(chǎng)以及海溫場(chǎng)上均存在明顯差異(Guan et al.,2011)。此外,還發(fā)現(xiàn)夏季華南地區(qū)極端降水有1/3的比例與TC活動(dòng)有關(guān),并且受到臺(tái)風(fēng)影響和不受臺(tái)風(fēng)影響的極端降水在發(fā)生時(shí)間以及發(fā)生時(shí)的異常環(huán)流型上均存在顯著差異(Li et al.,2016);而華中地區(qū)夏季區(qū)域性極端日降水事件有顯著的年際和年代際變化,且極端事件的發(fā)生與華中地區(qū)氣旋性環(huán)流異常、青藏高原東北側(cè)地形強(qiáng)迫、以及華中地區(qū)與周邊非絕熱加熱梯度異常關(guān)系密切(Ke and Guan,2014)。
此外,在我國(guó)極端低溫和極端降水變化的機(jī)理方面取得了一些新認(rèn)識(shí),最新研究發(fā)現(xiàn)“北極偏暖、歐亞偏冷”模態(tài)主要取決于北極暖中心的垂直延伸范圍,當(dāng)北極出現(xiàn)深層暖(暖中心可以延伸到對(duì)流層上層)時(shí),歐亞大陸顯著偏冷,易出現(xiàn)極端低溫事件(He et al.,2020);定量評(píng)估了我國(guó)極端降水的水汽源地(Sun et al.,2019a),指出熱帶太平洋海溫影響東亞水汽輸送的多途徑性 (Sun et al.,2019b)。
4.2 大氣環(huán)流異常動(dòng)力學(xué)及其影響研究
大氣環(huán)流的異常變化是短期氣候變化的關(guān)鍵因子,我校短期氣候預(yù)測(cè)團(tuán)隊(duì)在大氣環(huán)流異常動(dòng)力學(xué)及其影響方面開(kāi)展了系列研究,取得了豐碩的成果。
在東亞大氣環(huán)流異常變化的機(jī)理研究方面,發(fā)現(xiàn)了東亞大氣環(huán)流季節(jié)交替的演變規(guī)律和并提出了相應(yīng)的分型表征方法(章基嘉等,1984);關(guān)于北半球風(fēng)暴軸演變特征(鄧興秀和孫照渤,1994;孫照渤和朱偉軍,1998)、青藏高原15~25 d、30~60 d振蕩、熱帶外大氣中40~60 d等低頻振蕩(孫照渤等,1990;孫照渤等,1991a,1991b;孫照渤,1992)方面也取得了一些新的認(rèn)識(shí)。基于海平面氣壓差分別定義了冬、夏季風(fēng)的強(qiáng)度指數(shù)(Shi and Zhu,1996;施能,1996);該東亞冬、夏季風(fēng)指數(shù)得到了廣泛應(yīng)。60 a來(lái),我校學(xué)者在季風(fēng),尤其是東亞季風(fēng)的研究方面也取得了大量成果。
大氣環(huán)流系統(tǒng)的識(shí)別和界定問(wèn)題是大氣環(huán)流異常的基礎(chǔ)問(wèn)題。在全球范圍內(nèi),存在多個(gè)閉合的永久性及半永久性活動(dòng)中心,它們是造成大范圍天氣氣候異常的重要環(huán)流因子。提出了數(shù)學(xué)上更簡(jiǎn)潔、物理上更合理的極渦指數(shù)(王盤興等,2007),該指數(shù)已被用于南、北半球各主要閉合環(huán)流系統(tǒng)的研究中。
全球大氣環(huán)流存在顯著的季節(jié)內(nèi)變化特征。李天明和徐邦琪(2017)及Li et al.(2020)總結(jié)了赤道東傳的季節(jié)內(nèi)振蕩(MJO)傳播和觸發(fā)機(jī)制:邊界層水汽緯向不對(duì)稱導(dǎo)致了對(duì)流東側(cè)對(duì)流不穩(wěn)定度的增加,是引發(fā)MJO東傳的重要過(guò)程;當(dāng)MJO干位相位移行至海洋性大陸時(shí),其西北側(cè)的反氣旋Rossby環(huán)流有利赤道西印度洋地區(qū)的濕靜能持續(xù)增加,使新一波的MJO對(duì)流易在此區(qū)被觸發(fā)。Yang and Li(2016,2017)則關(guān)注中高緯地區(qū)天氣系統(tǒng)和大氣環(huán)流的季節(jié)內(nèi)變化,診斷并揭示了南亞高壓、青藏高原視熱源和阻塞高壓的季節(jié)內(nèi)變率演變特征和機(jī)制。
最近的研究揭示了大氣質(zhì)量濤動(dòng)現(xiàn)象及其對(duì)中國(guó)氣候異常的影響機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)地表氣壓存在南北半球間的濤動(dòng)變化(Guan and Yamagata,2001),Lu et al.(2008)和Guan et al.(2010)揭示出了不同季節(jié)南北半球濤動(dòng)(IHO)的基本特征,并指出IHO亦對(duì)東亞季風(fēng)和中國(guó)東部降水存在顯著影響(Lu and Guan,2009;Lu et al.,2010)。北半球冬季海洋、海冰和大陸間大氣質(zhì)量變化之間存在顯著的聯(lián)系(Guan et al.,2015),歐亞大陸和北太平洋異常大氣質(zhì)量變化之間存在顯著的聯(lián)系反相關(guān)系,稱之為歐亞/太平洋大氣質(zhì)量振蕩型遙相關(guān)(ENPO)。Zhang et al.(2018)揭示了ENPO型遙相關(guān)的形成和維持機(jī)制,并指出了PDO對(duì)這種遙相關(guān)型的年代際調(diào)制作用(Zhang and Guan,2017)。此外,針對(duì)東亞-澳洲季風(fēng)區(qū),定義了東亞-澳洲季風(fēng)聯(lián)合指數(shù)IAAM。東亞-澳洲季風(fēng)具有年際和年代際變化,在1993年之前東亞-澳洲季風(fēng)總體偏弱,1993年之后,東亞-澳洲季風(fēng)增強(qiáng)(Chen and Guan,2017)。
平流層極渦變化是影響冬季地面天氣的重要因子之一,諸多的外源強(qiáng)迫可以影響平流層極渦(Rao et al.,2019a)。如平流層環(huán)流在ENSO的不同位相有顯著的異常(葛玲等,1991),并且其對(duì)ENSO的響應(yīng)在1979年前后出現(xiàn)了顯著的年代際變化(Hu et al.,2017;Yang et al.,2017);太陽(yáng)11 a周期通過(guò)熱力和動(dòng)力的加熱異常,可以同時(shí)影響熱帶和中緯度的平流層環(huán)流(Shi et al.,2018)。實(shí)際上,冬季極地平流層溫度年際以上的變率,在一定條件下,可以由一個(gè)行星波動(dòng)力加熱異常的簡(jiǎn)化模型去理解(Liu and Fu,2019)。
研究還揭示了次季節(jié)-季節(jié)預(yù)報(bào)中的平流層信號(hào)。平流層環(huán)流的春季轉(zhuǎn)變?cè)缤?,能影響夏季南亞高壓的?qiáng)弱(葛玲和陸丹,1989)。由于動(dòng)力和化學(xué)作用,夏季南亞高壓區(qū)的臭氧低值區(qū)垂直方向上存在雙心結(jié)構(gòu),而該臭氧低值區(qū)通過(guò)輻射效應(yīng)對(duì)南亞高壓有一定的反饋?zhàn)饔茫℅uo et al.,2015,2017;覃皓等,2018)。冬季平流層大氣質(zhì)量環(huán)流的多尺度異常,可以解釋不同強(qiáng)度的平流層弱極渦事件(Yu et al.,2018a,2018b)。關(guān)于冬季平流層的次季節(jié)-季節(jié)(S2S)預(yù)報(bào),研究發(fā)現(xiàn)BCC_CSM預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)平流層極渦強(qiáng)異常事件—平流層爆發(fā)性增溫(SSW)事件有1~2周的預(yù)報(bào)時(shí)效,并且適當(dāng)?shù)恼`差訂正方案可以改進(jìn)該系統(tǒng)對(duì)于SSW的預(yù)報(bào)(Rao et al.,2018,2019b)。而以大氣質(zhì)量環(huán)流平流層非絕熱向極地支為指標(biāo)的平流層極渦預(yù)報(bào),在CFSv2模式中可延長(zhǎng)至20 d甚至更長(zhǎng)(Yu et al.,2019),這些工作有助于通過(guò)平流層極渦異常信號(hào)進(jìn)行地面次季節(jié)預(yù)測(cè)。發(fā)現(xiàn)平流層異常在延伸期尺度上與對(duì)流層極端事件相聯(lián)系。如大氣質(zhì)量環(huán)流強(qiáng)脈沖事件和SSW都可以作為地面寒潮事件的指示因子(Yu et al.,2018b,2018c;Yu and Ren,2019),并且SSW常與前期的阻塞高壓相聯(lián)系(Shi et al.,2017;Rao et al.,2018)。
最近,研究發(fā)現(xiàn)CPTT(Cold-Point Tropopause Temperature)的變化趨勢(shì)在熱帶中東太平洋抬升變暖而在中東太平洋以外區(qū)域抬升冷卻的緯向非對(duì)稱特征。并揭示此緯向非對(duì)稱特征主要與海溫緯向梯度變化通過(guò)引起沃克環(huán)流增強(qiáng)、對(duì)流活動(dòng)變化及上對(duì)流層下平流層區(qū)域溫度廓線變化有關(guān)(Hu et al.,2016)。發(fā)現(xiàn)了北極平流層極渦在近二十年間呈增強(qiáng)趨勢(shì),進(jìn)一步定量評(píng)估揭示約25%的SAV增強(qiáng)是由北太平洋中部增暖的海溫通過(guò)減弱阿留申低壓,減少行星1波上傳造成的(Hu et al.,2018)。發(fā)現(xiàn)SAV存在明顯年代際變化,且該年代際變化與PDO存在顯著正相關(guān)關(guān)系(Hu and Guan,2018)。揭示了北極春季平流層臭氧與北半球春季Hadley環(huán)流邊界在年際時(shí)間尺度上存在反相關(guān)關(guān)系(Hu et al.,2019)。
此外,還開(kāi)展了中層大氣重力波特征研究,從波源屬性等多角度認(rèn)識(shí)了中層大氣不同尺度重力波的特征及其分布(Jia et al.,2014;Chen et al.,2019a),這有助于改善氣候預(yù)測(cè)模式中重力波過(guò)程。
4.3 海氣相互作用及其影響研究
早在1985年,Palmer and Sun(1985)探討了西北大西洋海表溫度異常對(duì)大氣環(huán)流的影響,此工作被認(rèn)為是首次從觀測(cè)分析、數(shù)值模擬和理論觀點(diǎn)方面給出了熱帶外海表溫度異常對(duì)大氣環(huán)流影響的結(jié)論性證明;比較早關(guān)注了南海海溫與中國(guó)夏季降水的聯(lián)系(Sun et al.,1988)。
ENSO是全球氣候年際變率中最強(qiáng)的信號(hào),其多樣性及其對(duì)氣候影響的復(fù)雜性給短期氣候預(yù)測(cè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。近年來(lái),在ENSO的動(dòng)力學(xué)機(jī)制及其氣候影響方面取得了一些創(chuàng)新性成果。
作為ENSO的背景態(tài),研究發(fā)現(xiàn)冷舌區(qū)海溫存在一變冷模態(tài)(Zhang et al.,2010;Li et al.,2015a),這一變冷模態(tài)對(duì)El Nio海氣耦合的中心位置有著重要的影響。Zhang et al.(2016)根據(jù)ENSO局地海氣動(dòng)力學(xué),利用太平洋赤道外信號(hào)提出了一個(gè)新的Nio指數(shù)(即Nio-A指數(shù)),該指數(shù)能同時(shí)表征ENSO多樣性特征以及相關(guān)的東亞降水的變化。
最新研究指出ENSO對(duì)東亞氣候影響展現(xiàn)出了多尺度相互作用現(xiàn)象:ENSO與月內(nèi)尺度信號(hào)的相互作用(Geng et al.,2017a;Hsu and Xiao,2017)、ENSO與年循環(huán)的相互作用(Zhang et al.,2015c)、ENSO與年代際信號(hào)的相互作用(Geng et al.,2017b,2020)。兩個(gè)信號(hào)之間的關(guān)系常常出現(xiàn)非平穩(wěn)現(xiàn)象,Geng et al.(2018)基于泰勒展開(kāi)式的一級(jí)近似,提出了非平穩(wěn)關(guān)系物理歸因分析法,該方法有助于提煉出氣候系統(tǒng)中多尺度相互作用的關(guān)鍵物理過(guò)程。
研究還發(fā)現(xiàn)ENSO可預(yù)報(bào)性表現(xiàn)出明顯的年代際變率,這一年代際變率決定于中部型ENSO事件的頻次(Zhang et al.,2019d)。ENSO類型不僅影響自身的可預(yù)報(bào)性,且對(duì)我國(guó)秋旱(Zhang et al.,2014)、夏季副高(Huang et al.,2020c)等的影響也截然不同。Wen et al.(2020)也發(fā)現(xiàn)三種不同形態(tài)的厄爾尼諾(中部型、東部型和混合型)在其發(fā)展年的夏季可導(dǎo)致東亞汛期降水的不同響應(yīng)。這些研究強(qiáng)調(diào)了在短期氣候預(yù)測(cè)中不僅要關(guān)注El Nio類型,且要特別關(guān)注中部型El Nio的緯向位置。同樣的,在短期氣候預(yù)測(cè)中也應(yīng)該分類考慮兩類La Nia的作用(Zhang et al.,2015d)。
季節(jié)內(nèi)振蕩活躍于熱帶海洋,存在明顯的海氣相互作用。與MJO有關(guān)的低頻對(duì)流和環(huán)流活動(dòng)可通過(guò)影響云-輻射反饋及蒸發(fā)-風(fēng)效應(yīng),改變海表面熱通量、動(dòng)量和溫度,而這些海表面狀態(tài)又將進(jìn)一步影響水汽和氣溫的分布及源匯,從而調(diào)制大氣的低頻濕靜能及季節(jié)內(nèi)對(duì)流的發(fā)生和發(fā)展(Gao et al.,2016)。海氣熱通量具有復(fù)雜的非線性過(guò)程,Gao et al.(2018b,2019b,2020b)研究顯示,高頻天氣尺度風(fēng)場(chǎng)和低頻背景場(chǎng)(環(huán)流、水汽、氣溫)的非線性相互作用,可升尺度反饋至季節(jié)內(nèi)尺度的潛熱通量、感熱通量和SST變化,影響季節(jié)內(nèi)對(duì)流的強(qiáng)度和傳播速度。
此外,Yuan et al.(2019)研究表明熱帶印度洋海盆模態(tài)(IOBM)可激發(fā)西北太平洋反氣旋異常,其西北緣的西南風(fēng)異常增強(qiáng)低層水汽輸送,提高我國(guó)華南地區(qū)前汛期降水;而華南地區(qū)后汛期降水受同期熱帶中西太平洋海溫偶極子的顯著影響,后者引起的西北太平洋氣旋性環(huán)流異常可減少華南向長(zhǎng)江中下游的水汽輸送,增加華南降水。我國(guó)西南地區(qū)夏季降水則受熱帶大西洋尼諾的顯著影響(Yuan and Yang,2020)。
4.4 陸面過(guò)程研究
陸面過(guò)程一直被認(rèn)為是影響氣候系統(tǒng)的關(guān)鍵過(guò)程;陸面過(guò)程一方面受到天氣氣候的影響,同時(shí)又對(duì)天氣氣候具有重要的反饋?zhàn)饔?。?0世紀(jì)70年代以來(lái),陸氣相互作用的研究就受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注。但是由于陸面過(guò)程自身的復(fù)雜性,陸氣相互作用的研究一直是國(guó)際前沿、熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。20世紀(jì)80年代中期,我校學(xué)者就開(kāi)始關(guān)注陸面過(guò)程研究(羅哲賢,1985;周瑣銓和陳萬(wàn)隆,1995),此后的一段時(shí)間,我校陸面過(guò)程研究的隊(duì)伍不斷壯大,尤其是近10多年來(lái),在陸面模式、陸氣相互作用機(jī)理和陸面過(guò)程的影響方面取得了諸多進(jìn)展(陳海山和孫照渤,2002)。
在陸面模式研發(fā)、改進(jìn)和評(píng)估方面,陳海山和孫照渤(2005a,2005b)針對(duì)當(dāng)時(shí)陸面模式的不足,新發(fā)展了一個(gè)富有特色、性能優(yōu)良的陸面過(guò)程模式CLSM,極大程度上改善了陸面模式對(duì)全球范圍內(nèi)不同下墊面陸面過(guò)程及地-氣交換過(guò)程的模擬能力。通過(guò)全面評(píng)估NCAR陸面模式CLM3.0,指出CLM3.0嚴(yán)重高估了碳通量和植被蒸騰,并詳細(xì)闡釋了導(dǎo)致模式偏差的主要原因,為之后CLM的改進(jìn)提供了科學(xué)依據(jù)(Chen et al.,2011)。一系列工作明確指出了NCAR CLM系列模式及CMIP模式對(duì)全球、中國(guó)區(qū)域陸面過(guò)程模擬的不確定性及其主要原因,為該模式在中國(guó)區(qū)域的應(yīng)用提供了重要參考(陳海山等,2010;熊明明等,2011;Hua et al.,2014)。此外,還改進(jìn)了植被動(dòng)態(tài)過(guò)程和冠層降水?dāng)r截的參數(shù)化方案(俞淼等,2011a,2011b;陳海山等,2019)。
關(guān)于陸氣耦合過(guò)程和陸氣相互作用的機(jī)理方面也取得了一些新的認(rèn)識(shí)。研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)區(qū)域陸氣耦合的區(qū)域性差異及其基金演變對(duì)氣候條件的依賴性(Gao et al.,2018a),量化了夏季土壤濕度對(duì)華北地區(qū)年代際增暖的反饋(Xu et al.,2019)。在非局地陸氣相互作用研究方面,運(yùn)用拉格朗日水汽追蹤方案獲得了全球陸地降水的水汽源,首次獲得了一個(gè)非局地蒸散發(fā)影響全球陸地降水的空間分布,發(fā)現(xiàn)在2/3的全球陸地,6—8月降水對(duì)局地蒸散發(fā)比對(duì)非局地蒸散發(fā)更為敏感,指出陸氣相互作用研究需要注意陸地非局地的影響(Wei and Dirmeyer,2019)。最近的研究深入探討了植被動(dòng)態(tài)耦合過(guò)程及其對(duì)區(qū)域氣候的影響(Yu et al.,2016a,2016b;Liu et al.,2019,2020a,2020b)。同時(shí),在陸面水文-生態(tài)過(guò)程及其對(duì)氣候變化響應(yīng)機(jī)理也取得一些重要成果,量評(píng)估了氣候變化對(duì)關(guān)鍵陸面水文-生態(tài)變量的影響,揭示了相關(guān)的物理機(jī)制(Sun et al.,2012,2014,2016,2017)。
一系列的工作深入研究了積雪異常對(duì)我國(guó)氣候的影響。利用觀測(cè)和數(shù)值模擬,提出了積雪異常分布影響我國(guó)冬、夏氣候的可能的物理機(jī)制(陳海山等,1999;孫照渤等,2000;陳海山和孫照渤,2003;陳海山等,2003);發(fā)現(xiàn)歐亞大陸中高緯西部春季融雪偏多、東部春季融雪偏少時(shí),我國(guó)東北夏季易出現(xiàn)低溫(陳海山和周晶,2013)。此外,還闡明了高原積雪和熱力雙模態(tài)對(duì)歐亞波列位相及東亞夏季風(fēng)北邊緣的調(diào)制作用(Zhang et al.,2018)。最近的研究揭示了青藏高原雪蓋高頻變率對(duì)東亞大氣環(huán)流中期過(guò)程的影響(Li et al.,2018),發(fā)現(xiàn)青藏高原雪蓋季節(jié)內(nèi)快速變化對(duì)東亞大槽活動(dòng)具有重要影響(Li et al.,2020a,2020b)。
在土壤濕度影響及相關(guān)機(jī)理方面,發(fā)現(xiàn)極端天氣氣候事件的模擬對(duì)土壤濕度異常十分敏感(周晶和陳海山,2012;陳海山和周晶,2013)。此外,研究表明土壤濕度年際異常對(duì)東亞夏季氣候的潛在可預(yù)報(bào)性有重要影響;考慮土壤濕度年際異??梢悦黠@改善模式對(duì)地表蒸發(fā)、湍流熱通量和中高緯大氣環(huán)流年際變化的模擬能力,顯著提高模式對(duì)我國(guó)西北夏季氣候年際變率的模擬能力(李忠賢等,2012;Li et al.,2015b)。研究還發(fā)現(xiàn)僅考慮土壤濕度的自身持續(xù)性,土壤濕度的可預(yù)報(bào)性僅為1~2個(gè)月,而考慮海溫作為外強(qiáng)迫因子時(shí),可以顯著提高土壤濕度的可預(yù)報(bào)性(Zhu et al.,2020)。闡明了北方春、夏土壤干化及其與環(huán)流異常耦合加強(qiáng)夏季高溫?zé)崂祟l發(fā)的機(jī)理(Zhang et al.,2015b),深入評(píng)估了土壤濕度在季節(jié)和年際尺度的記憶及其對(duì)地表水熱通量的影響(Song et al.,2019),探討了中國(guó)東部土壤濕度次季節(jié)變率及其可能成因(Zhou et al.,2020)。最近,研究還發(fā)現(xiàn)中南半島春季作為一個(gè)干-濕過(guò)渡的氣候區(qū),土壤濕度在局地?zé)崃φ{(diào)節(jié)中具有十分明顯的作用;而土壤濕度具有很強(qiáng)的記憶性,其局地?zé)崃ψ饔脤⑦M(jìn)一步調(diào)節(jié)夏季西太平洋副熱帶高壓、東亞夏季風(fēng)和梅雨鋒等的變化,最終對(duì)我國(guó)夏季長(zhǎng)江流域旱澇災(zāi)害產(chǎn)生重要的影響(Gao et al.,2019a,2020a)。
陸面熱力異常的氣候效應(yīng)取得了重要進(jìn)展:評(píng)估了陸氣相互作用對(duì)東亞中緯度夏季非均勻增暖的貢獻(xiàn)及其影響機(jī)理,發(fā)現(xiàn)與氣旋活動(dòng)減弱相伴隨的局地大氣強(qiáng)迫和陸面過(guò)程反饋對(duì)20世紀(jì)90年代中期以來(lái)夏季東亞中緯度陸面異常增暖具有重要作用(Chen et al.,2020);揭示陸地非均勻增暖影響東亞中緯度地區(qū)氣旋進(jìn)而影響東亞夏季風(fēng)的物理機(jī)制,發(fā)現(xiàn)90年代初之后,東亞中緯度氣旋活動(dòng)減弱是造成東亞夏季風(fēng)年代際減弱的一個(gè)重要原因(Chen et al.,2017;Chen et al.,2019b;Zhang et al.,2020b)。研究了歐亞大陸非均勻增暖對(duì)中國(guó)北方高溫干旱的局地和遙強(qiáng)迫,發(fā)現(xiàn)歐洲非均勻增暖導(dǎo)致大氣正、斜壓能量轉(zhuǎn)換和傳輸增強(qiáng),并通過(guò)加強(qiáng)夏季急流波導(dǎo)和歐亞強(qiáng)迫波導(dǎo)致北方干期延長(zhǎng)(Zhang et al.,2019b)。發(fā)現(xiàn)歐亞大陸與北大西洋海溫的耦合效應(yīng)對(duì)中國(guó)北方多尺度干旱具有重要的影響(Zhang et al.,2020a),而西亞地表熱力因子可能通過(guò)影響大氣環(huán)流分布并通過(guò)遙相關(guān)型影響我國(guó)初夏東北地區(qū)冷渦(王迪等,2018)。此外,在青藏非絕熱加熱多模態(tài)及其對(duì)北方氣候影響方面也獲得了一些新的認(rèn)識(shí):提出了概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法遙感反演非均勻下墊面地-氣溫差的新思路(Zhang et al.,2015a),提出了高原南-北熱力模態(tài)通過(guò)對(duì)春夏急流、波列漂移及對(duì)北方氣候的影響(Zhang et al.,2018)。發(fā)現(xiàn)了印度次大陸氣旋-高原反氣旋-中國(guó)北方上空低槽的遙相關(guān)型,揭示了高原熱力與印度季風(fēng)協(xié)同對(duì)兩支歐亞波列、兩支季風(fēng)水汽輸送以及其對(duì)北方干旱的影響(Zhang et al.,2019c)。
人類活動(dòng)相關(guān)的陸面過(guò)程影響也是最近備受關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題,在土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)的氣候效應(yīng)及其機(jī)理方面也取得了一些新認(rèn)識(shí)(Hua and Chen,2013a,2013b;Hua et al.,2015a,2015b;陳海山等,2015);揭示了LUCC對(duì)極端溫度影響的可能機(jī)制及其不確定性(Li et al.,2017,2018)。在城市化的氣候效應(yīng)方面,揭示了大規(guī)模城市化影響東亞冬、夏季風(fēng)的復(fù)雜性及機(jī)理:通過(guò)理想化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中國(guó)東部大規(guī)模城市化總體上將導(dǎo)致東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度減弱,但會(huì)引起我國(guó)東北地區(qū)異常增強(qiáng)的偏北風(fēng),使得該區(qū)域的冬季風(fēng)表現(xiàn)出區(qū)域性異常增強(qiáng)(Chen and Zhang,2013);而東亞夏季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)對(duì)大規(guī)模城市化的響應(yīng)存在明顯季節(jié)性差異,我國(guó)東部大規(guī)模城市化有利于初夏東亞季風(fēng)的增強(qiáng),但總體會(huì)導(dǎo)致盛夏東亞季風(fēng)減弱(Chen et al.,2016)。
4.5 短期氣候預(yù)測(cè)方法研究
20世紀(jì)80年代初,我校學(xué)者就開(kāi)展了短期氣候預(yù)測(cè)方法的研究。章基嘉等(1981)提出了自然正交函數(shù)(EOF)的穩(wěn)定性問(wèn)題,為以EOF分解方法為基礎(chǔ)的預(yù)報(bào)問(wèn)題提供了依據(jù),并可大大節(jié)省了計(jì)算工作量。章基嘉等(1989)研制出了一個(gè)長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)客觀方案,參加業(yè)務(wù)會(huì)商,提高了準(zhǔn)確率。此后,將EOF、奇異值分解(SVD)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法用于短期氣候預(yù)測(cè)(孫照渤等,1991b;張邦林等,1991;Zhang et al.,1993;孫照渤等,1998,2013)。孫照渤等(1998)在我國(guó)夏季雨型預(yù)報(bào)中引進(jìn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,其后又引入交叉檢驗(yàn)及集合預(yù)報(bào)思想,改進(jìn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立預(yù)報(bào)方法(孫照渤等,2013),該方法預(yù)報(bào)效果較好且在2012年夏季降水的預(yù)測(cè)評(píng)分中全國(guó)排名第一。受世界氣象組織(WMO)委托,Sun(1994)撰文評(píng)述了長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中使用的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,指導(dǎo)WMO成員國(guó)建立長(zhǎng)期預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。
20世紀(jì)90年代以來(lái),在統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方面也取得了諸多進(jìn)展。先后構(gòu)建了混合回歸模型(王建新等,1992)、穩(wěn)健回歸方程(施能和王建新,1992)以預(yù)測(cè)長(zhǎng)江中下游月降水量和月平均氣溫。發(fā)展了多個(gè)用于短期氣候預(yù)測(cè)的統(tǒng)計(jì)模型(吳洪寶和吳蕾,2005),例如全球熱帶海表溫度異常的主振蕩型預(yù)報(bào)模型(段安民和吳洪寶,1998)、熱帶印度洋-太平洋地區(qū)海表溫度異常的線性轉(zhuǎn)置預(yù)報(bào)模型(王秀榮和吳洪寶,2000)、我國(guó)氣溫距平的典型相關(guān)分析統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型(余金波和吳洪寶,2001;吳洪寶等,2007)。這些預(yù)測(cè)模型在短期氣候預(yù)測(cè)的實(shí)踐中取得了較好的效果。
考慮到前期大尺度信號(hào)(預(yù)報(bào)因子)和未來(lái)氣象要素(預(yù)報(bào)量)在時(shí)間和空間上不斷演變,兩者的統(tǒng)計(jì)關(guān)系應(yīng)同時(shí)為時(shí)間和空間的函數(shù),Hsu et al.(2012,2015)提出了時(shí)空投影技術(shù)(Spatial-Temporal Projection Method,STPM),采用了預(yù)報(bào)因子和預(yù)報(bào)量在時(shí)間和空間演化的耦合模態(tài)進(jìn)行建模和預(yù)報(bào),并將其應(yīng)用在我國(guó)的延伸期天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中。STPM統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)成功地對(duì)全國(guó)尺度降水、氣溫距平及區(qū)域高影響天氣(暴雨、高溫?zé)崂?、冬季低溫事件、臺(tái)風(fēng)群發(fā)等)進(jìn)行提前10~30 d的預(yù)報(bào)(徐邦琪等,2020),已在國(guó)家氣候中心及多個(gè)省份開(kāi)展了業(yè)務(wù)應(yīng)用。
近年來(lái),在陸面過(guò)程及陸面因子對(duì)氣候預(yù)測(cè)及其在短期氣候預(yù)測(cè)中的應(yīng)用也開(kāi)展了一些探索。定量評(píng)估了土壤濕度異常對(duì)東亞地區(qū)夏季氣候潛在可預(yù)報(bào)性的貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)土壤濕度對(duì)東亞地區(qū)夏季氣候潛在可預(yù)報(bào)性具有正貢獻(xiàn),尤其是在中國(guó)西北,其夏季氣溫和降水的潛在可預(yù)報(bào)性和預(yù)報(bào)技巧得到顯著提高(Li et al.,2015b)。利用典型相關(guān)分析(CCA)和集合典型相關(guān)分析(ECC)方法建立了基于陸面熱力因子的我國(guó)東部夏季降水的預(yù)測(cè)模型,發(fā)現(xiàn)綜合海表溫度和土壤溫度因子建立的模型比僅用海表溫度因子的模型各項(xiàng)預(yù)測(cè)評(píng)分均有提高(朱蒙等,2014)?;诩系湫拖嚓P(guān)分析(ECC)方法和年際增量的概念,建立了基于關(guān)鍵區(qū)土壤濕度年際增量的我國(guó)東北夏季降水和氣溫的集合預(yù)測(cè)模型,對(duì)我國(guó)東北夏季氣候表現(xiàn)出一定的預(yù)測(cè)能力(李啟芬等,2016;劉婷婷等,2016)。深入評(píng)估了土壤熱含量(焓)、土壤濕度和土壤溫度在季節(jié)性降水預(yù)測(cè)中的作用,發(fā)現(xiàn)土壤熱含量(焓)較單一的陸面因子能夠更加全面地表征陸面熱力狀況,為我國(guó)夏季降水預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)提供了新思路(Zhao et al.,2018;趙昶昱等,2018)。
最新的研究基于年際增量方法的動(dòng)力-統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型,有效提高了春季熱帶海溫和南極濤動(dòng)的預(yù)測(cè)(Zhang et al.,2019a)。針對(duì)年代際氣候預(yù)測(cè),首次提出年代際增量方法,即通過(guò)滑動(dòng)平均得到年代際變率后,將年代際增量作為預(yù)測(cè)對(duì)象,構(gòu)建預(yù)測(cè)模型,再將前期觀測(cè)加上預(yù)測(cè)的年代際增量得到最終預(yù)測(cè)結(jié)果。由于前期觀測(cè)包含年代際信號(hào),同時(shí)年代際增量可以放大預(yù)測(cè)信號(hào)和提高有效樣本,該方法對(duì)于太平洋年代際振蕩和華北夏季降水的年代際預(yù)測(cè)展現(xiàn)了很高的預(yù)測(cè)技巧(Huang et al.,2020a,2020b)。
值得一提的是,最近的研究還揭示了我國(guó)東部污染天氣與氣候變異的聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)氣候變異、北極海冰和太平洋海溫異常對(duì)中國(guó)大氣污染的調(diào)控作用和機(jī)制(Yin et al.,2017,2019)。率先研發(fā)了大氣污染的短期氣候預(yù)測(cè)模型(Yin and Wang,2016)并開(kāi)展了大氣污染氣候預(yù)測(cè)。從2016年開(kāi)始針對(duì)京津冀和長(zhǎng)三角區(qū)域冬季霾污染開(kāi)展實(shí)時(shí)氣候預(yù)測(cè)(尹志聰?shù)龋?019)。
在動(dòng)力氣候模式預(yù)測(cè)方面,利用全球大氣環(huán)流模式CAM與區(qū)域氣候模式RegCM進(jìn)行嵌套,對(duì)我國(guó)夏季降水異常進(jìn)行預(yù)測(cè),并表現(xiàn)出不錯(cuò)的技巧(鄧偉濤,2008);提出了基于EOF和SVD的模式誤差訂正方法(秦正坤等,2011)。最近,建立了基于SINTEX-F全球耦合海氣環(huán)流模式的季節(jié)-年際氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)(NUIST CFES1.0),并于2019年1月開(kāi)始逐月發(fā)布滾動(dòng)更新的未來(lái)2 a的氣候預(yù)測(cè)試驗(yàn)(http://icar.nuist.edu.cn/)。SINTEX-F耦合模式由羅京佳教授主持研發(fā),基于SINTEX-F模式的熱帶氣候預(yù)測(cè)研究過(guò)去十幾年來(lái)處于全球領(lǐng)先水平,對(duì)ENSO和IOD等熱帶氣候的模擬性能優(yōu)良,世界上首次成功提前1 a實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)IOD和提前2 a實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)ENSO,已被廣泛應(yīng)用于氣候研究和季節(jié)-年際預(yù)測(cè)試驗(yàn)(Luo et al.,2005,2008)。21世紀(jì)以來(lái),人工智能越來(lái)越多地應(yīng)用于氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域。最近,通過(guò)與韓國(guó)科學(xué)家合作(Ham et al.,2019),利用人工智能深度學(xué)習(xí)方法將ENSO指數(shù)預(yù)測(cè)時(shí)效提前至一年半,并達(dá)到80%左右的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。同時(shí)針對(duì)3種不同類型厄爾尼諾SST異常的不同空間分布,也有較高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,彌補(bǔ)了目前傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)和動(dòng)力預(yù)測(cè)系統(tǒng)的不足。
5 展望
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,短期氣候預(yù)測(cè)取得了很大進(jìn)步。60 a來(lái)南京信息工程大學(xué)在短期氣候預(yù)測(cè)的科學(xué)研究、教育教學(xué)、人才培養(yǎng)等方面都取得了很多成果,為國(guó)家短期氣候預(yù)測(cè)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。但是,氣候系統(tǒng)涉及不同圈層、多時(shí)間尺度的相互作用,短期氣候預(yù)測(cè)仍然是一個(gè)世界性的科學(xué)難題。為了更好滿足國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)的重大需求,加強(qiáng)短期氣候預(yù)測(cè)相關(guān)的科學(xué)研究,提升短期氣候預(yù)測(cè)水平,仍然是南京信息工程大學(xué)短期氣候預(yù)測(cè)團(tuán)隊(duì)需要重點(diǎn)努力的方向。
未來(lái)一段時(shí)間,南京信息工程大學(xué)短期氣候預(yù)測(cè)團(tuán)隊(duì)將會(huì)立足現(xiàn)有的特色和優(yōu)勢(shì),在科學(xué)研究上緊盯國(guó)際科學(xué)前沿,進(jìn)一步深入研究氣候系統(tǒng)中多圈層相互作用的過(guò)程與機(jī)理,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)次季節(jié)到季節(jié)、年際、年代際甚至更長(zhǎng)時(shí)間尺度氣候變率和極端氣候的成因,進(jìn)一步加強(qiáng)短期氣候預(yù)測(cè)方法和理論的研究,努力在地球系統(tǒng)模式和預(yù)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)方面做出南京信息工程大學(xué)的貢獻(xiàn),并立足解決中國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)問(wèn)題,為提高次季節(jié)、季節(jié)、年際到年代際氣候預(yù)測(cè)水平而不懈努力;與此同時(shí),不忘教育初心,做好教學(xué)工作,為中國(guó)乃至全世界培養(yǎng)一批短期氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)秀人才。
致謝:感謝周波濤教授、張文君教授、徐邦琪教授、張杰教授、袁潮霞教授、譚桂容教授、曾剛教授、施春華教授、俞淼教授、施寧教授、李忠賢副教授、盧楚翰副教授、孫善磊副教授、賈建穎副教授、鄧偉濤博士、彭麗霞博士、金大超博士、黃艷艷博士、施健博士、郝鑫博士提供了相關(guān)素材和所做出的努力;感謝孫悅、齊雅靜和許凌軒在文獻(xiàn)整理過(guò)程中提供的幫助。
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This paper introduces the development of short-term climate prediction in China and abroad from the perspective of scientific development.On this basis,it reviews the growth of short-term climate prediction teams and the related teaching,scientific research and operational practice in Nanjing University of Information Science & Technology (NUIST) since its establishment 60 years ago,and provides an outlook for the future work.
short-term climate prediction;team building;teaching activity;scientific research;prediction practice;review and outlook
doi:10.13878/j.cnki.dqkxxb.20200905017
(責(zé)任編輯:張福穎)