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天氣預(yù)報(bào)為何越來(lái)越準(zhǔn)了?院士帶你了解背后的故事
2019-03-23 15:59:18 來(lái)源: 新華網(wǎng)
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  新華社北京3月23日電 題:天氣預(yù)報(bào)為何越來(lái)越準(zhǔn)了?院士帶你了解背后的故事

  新華社記者岳冉冉、董瑞豐

  大家都習(xí)慣了天氣預(yù)報(bào)帶來(lái)的便捷服務(wù),但是否知道目前天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率多高?它的“前世今生”怎樣?未來(lái)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,目前的3天預(yù)報(bào),在全球范圍可達(dá)70%至80%的準(zhǔn)確度,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(lái)說(shuō)不大可能?!痹鴳c存說(shuō),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。

  相當(dāng)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),幫助我國(guó)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)登陸臺(tái)風(fēng)的零死亡。曾慶存說(shuō):“如今,我們已經(jīng)能把臺(tái)風(fēng)牢牢控制住了?!?/p>

  曾慶存舉例說(shuō),近年來(lái),多個(gè)臺(tái)風(fēng)的24小時(shí)預(yù)報(bào)登陸點(diǎn)和實(shí)際登陸點(diǎn)相差50公里左右,“臺(tái)風(fēng)半徑是1000公里,看相對(duì)值的話,50公里已經(jīng)是很小的誤差范圍了”。

  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(guò)去的天氣預(yù)報(bào)——憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?!痹鴳c存說(shuō)。

  到了20世紀(jì),人們已發(fā)明和應(yīng)用了氣象儀器來(lái)測(cè)量大氣狀態(tài),氣象學(xué)開(kāi)始進(jìn)入“科學(xué)時(shí)代”。特別是無(wú)線電的應(yīng)用,使各地的氣象觀測(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(wú)法直接求解。

  1961年,曾慶存在深入分析天氣演變過(guò)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(huà)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。

  “簡(jiǎn)言之,氣象監(jiān)測(cè)已從單純的‘站點(diǎn)監(jiān)測(cè)’變?yōu)榘瑲庀笮l(wèi)星遙感的全球監(jiān)測(cè),氣象預(yù)測(cè)已從經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)發(fā)展到數(shù)值天氣預(yù)報(bào)?!痹鴳c存說(shuō)。

  未來(lái)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,我們只需考慮大氣,但如果要預(yù)測(cè)幾年甚至幾十年后的氣候,我們還需要考慮海洋、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(lái)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,在全球變暖的背景下,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(wèn)題提供科學(xué)支撐。

  “解讀地球計(jì)劃邁出至關(guān)重要的一步,未來(lái)中國(guó)可以為地球做CT了。” 曾慶存說(shuō)。

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