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,。”
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),。”曾慶存說(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),。”曾慶存說(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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