完善自主模式摸准气候(完善自主模式摸准气候)

完善自主模式摸准气候(完善自主模式摸准气候)(1)

在全球变暖的背景下,干旱、暴雨等极端天气气候事件频发,百姓生产生活对长期气候预测的需求越来越大。党的十八大以来,气象部门不断发展气候预测核心技术,研发改进气候模式,提高预测准确率,为防灾减灾、农业生产等提供决策依据。

完善监测业务 全力捕捉多圈层变化

今年4月,我国第二年面向公众发布汛期气候预测结果,“今年汛期(5月至9月),我国气候状况总体为一般到偏差,旱涝并重,区域性、阶段性旱涝灾害明显,极端天气气候事件偏多……”

同样的气候预测信息,在国务院、国家防总部署防汛抗旱工作时,都是决策的重要参考。通过数年的努力,我国气候系统模式不断完善,气候预测准确率评分超过70分,较过去10年提升近5%。

气候预测并不预报具体某一天的天气,而是预测一段时期的气候状况,如春耕时节会不会出现干旱?夏季平均降水较常年偏多还是偏少?冬季会发生极端寒潮事件吗?这些都是气候预测需要回答的问题。然而,要解答这样的问题绝非易事,气候预测一直被认为是世界性的科学难题。其难点之一便是所需数据资料的庞大,从北极海冰、海洋温度到陆面积雪数据,甚至太阳黑子活动资料等。

为此,气象部门不断完善全球气象要素监测业务,研发全球大气环流、海洋和陆面要素等监测产品。开展全球大气环流和亚洲季风监测,包括海平面气压、风场、东亚夏季风、印度季风、澳大利亚季风监测等;开展全球及关键海区海表温度和次表层海温监测,海-气系统监测和厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)动力学变量诊断、ENSO事件的气候影响分析等监测;开展北半球和欧亚积雪日数及距平,北半球、欧亚及各关键区积雪面积,南北极海冰密集度及北极关键海域海冰密集度等监测。

发展气候模式 不断提高预测准确率

获取了重要观测数据后,就进入到最为关键的一步——建立气候模式。模式预测是气候预测的核心技术,升级气候预测数值模式是提升气候预测能力的关键。

气象工作者,已为发展独立自主的气候预测模式付出了数十年努力。

2010年至2014年,中国气象局成功研制出我国新一代全球高分辨率海-陆-冰-气多圈层耦合的气候系统模式(BCC_CSM),能够预测全球大气环流,并对降水、气温等要素进行预测,是第二代动力气候模式业务预测系统的核心。2020年11月,我国第三代气候模式准业务化运行。“整体性能同类先进,部分性能并跑世界先进水平”,这是评审专家组的权威评价。

基于BCC_CSM2.0模式的新一代南方涛动(ENSO)监测、分析和预测业务系统,能提前6个月对厄尔尼诺/拉尼娜做出较为准确的预测。2017年5月,该系统的厄尔尼诺/拉尼娜预报产品正式纳入气候与社会国际研究中心ENSO多模式预测框架,与美、日、英等国家的18个数值模式产品同场竞技,供全球用户实时查阅。

此外,中国气象局以模式本地化运行和国外数据引进相结合的方式,建立中国多模式集合预测系统(CMME)。相对于单一模式预测,CMME在全球气候现象和气候要素预测中具有较大优势。2020年初,CMME正式投入业务运行。

十年来,我国延伸期(10天到30天)重要天气过程预测、气候事件预报预测业务能力,以及气候现象预测能力不断提升。针对影响东亚气候的重要全球气候现象,研发次季节-季节监测分析预测一体化业务产品,形成ENSO监测分析和预测业务系统(SEMAP)、ISV/MJO监测预测系统(IMPRESS)、东亚重要环流型预测系统(PEACE)和中高纬-极地大气遥相关、海冰-积雪监测预测系统(MATES1.0)等多个业务系统,有效提升了全球重要气候现象的预测水平。

发布预测产品 服务经济社会发展

去年3月,我国气象部门首次面向公众常态化发布气候趋势预测产品,包括延伸期、月、季节和年度的气候趋势预测结论,标志着气候预测这一过去只为政府和决策层提供参考的指导性产品,正式“飞入寻常百姓家”,惠及各行各业和百姓生产生活。

这些预测产品在农业、水利、能源、物流、工业、金融等领域不断发挥作用。

服务防汛抗旱——我国地形复杂,受东亚夏季风系统变率大的影响,每年七大江河流域旱涝情况不同。在防汛抗旱物资储备、农业灌溉用水和水力发电调度方面,准确的预测可以使灾害损失降到最低,使水利资源的利用效益发挥到最大。

助力农业生产——准确的气候预测和天气预报服务相结合,有利于农业生产的安全运行。如准确预测春季气候是否异常、春雨多寡、气温高低,可帮助农业部门及农民对农作物选种、播种进行科学决策。

增效经济生产——气候预测能协助有关部门和企业提前做好生产计划和相关安排,减少经济损失。在金融领域的农产品、能源期货交易等方面,也能发挥重要作用。

“气象部门提供的不同时间尺度的天气气候预测,在清洁能源发电能力预测、负荷预测、气象灾害预警领域都发挥着重要作用。”云南电网公司电力调度中心工作人员黄伟芝说。

为更好应对气候灾害,中国气象局开展面向灾害的气候预测业务,发展气候事件次季节-季节预测业务。

针对高温、强降水、低温、台风等高影响灾害,研发多样化的诊断分析产品;基于动力气候模式发展次季节时间尺度确定性和概率性客观预测产品,建立台风动力预测业务;发展影响大气污染扩散气象条件的实时监测和交互诊断分析业务;基于动力模式研发大气污染扩散气象条件次季节预测产品;初步建成气候灾害诊断预测平台,在国家级和省级的延伸期-月预测业务,以及与生态环境部的联合预测会商和大气污染防控相关决策服务中得到广泛应用。针对东亚夏季风进程中的重要气候事件——华南前汛期、梅雨、华北雨季、华西秋雨,建立雨季进程监测、诊断与预测一体化业务;研发影响各类雨季开始早晚的关键大气环流系统的延伸期尺度预测产品,建立气候事件延伸期客观化预测业务……

“我们会不断提高预测能力,更好地满足社会对气候预测产品的需要。”国家气候中心副主任肖潺说。

中国气象局宣科中心(中国气象报社) 出品

作者:吴鹏

编辑:张琳皓 谷星月 宛霞

审核:段昊书

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