《湖南“十四五”氣象發(fā)展規(guī)劃》把堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為總遵循,堅(jiān)持“人民至上,生命至上”的發(fā)展理念,堅(jiān)持氣象服務(wù)保障生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好為發(fā)展目標(biāo)。做好精準(zhǔn)氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè),及早未雨綢繆,關(guān)乎社會(huì)發(fā)展和國(guó)計(jì)民生,責(zé)任重大、使命光榮。湖南省氣候中心以全省氣候預(yù)測(cè)為業(yè)務(wù)核心,牢固樹(shù)立以人為本理念,把保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全作為預(yù)測(cè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),切實(shí)發(fā)揮氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線作用。
氣候預(yù)測(cè)不同于天氣預(yù)報(bào),普通公眾或許還感到陌生。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),氣候預(yù)測(cè)就是天氣預(yù)報(bào)“夠不著”的天氣。氣候預(yù)測(cè)主要是對(duì)延伸期(11天到30天)、月、季節(jié)和年度氣候趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),包括氣溫、降水等氣象要素相較于平均狀態(tài)的偏離程度、重要天氣過(guò)程和極端天氣氣候事件預(yù)測(cè)等。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,氣候預(yù)測(cè)越來(lái)越受到廣泛關(guān)注,很多行業(yè)或領(lǐng)域需要了解更長(zhǎng)時(shí)間的氣候預(yù)測(cè)信息,氣候預(yù)測(cè)在防災(zāi)減災(zāi)以及行業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃等方面都發(fā)揮著重要作用。天氣預(yù)報(bào)的核心工具是數(shù)值模式預(yù)報(bào),即以氣象觀測(cè)資料為初值條件,通過(guò)巨型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算求解大氣動(dòng)力學(xué)方程組,進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)段的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài),但模式預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)時(shí)效十分有限。20世紀(jì)60年代美國(guó)氣象學(xué)家洛倫茲在用數(shù)值模式模擬預(yù)報(bào)天氣時(shí),發(fā)現(xiàn)輸入的初始數(shù)據(jù)僅相差不到0.001,預(yù)報(bào)結(jié)果竟大相徑庭,史上稱之為“蝴蝶效應(yīng)”,從而否定了無(wú)限制準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的可能性。由于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)過(guò)程中噪音的非線性增長(zhǎng)的問(wèn)題,導(dǎo)致有效天氣預(yù)報(bào)時(shí)限僅為兩周,對(duì)于長(zhǎng)時(shí)效的氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)存在很大的不確定性。氣候系統(tǒng)由海洋、陸地、大氣、冰凍圈、生物圈這五大圈層構(gòu)成。氣候變化除了受到大氣自身因素的影響外,也會(huì)被大氣以外的因素調(diào)控。海洋的熱容量、密度均比空氣大,大氣變化快、記憶短,海洋變化慢、記憶長(zhǎng),海洋、極地海冰還有高原積雪等這些慢變因素,稱為外強(qiáng)迫因素,成為氣候預(yù)測(cè)的重要可預(yù)報(bào)性來(lái)源。因此,氣候預(yù)測(cè)不僅要考慮大氣環(huán)流自身變化,還要考慮海洋、海冰、積雪等下墊面變化對(duì)大氣環(huán)流的影響,以及海洋-大氣、陸地-大氣間的相互作用,甚至要考慮由于人類活動(dòng)造成的全球氣候變化帶來(lái)的影響。在氣候異常的舞臺(tái)上,領(lǐng)銜主演的時(shí)常是我們熟知的厄爾尼諾或者拉尼娜事件,還有熱帶印度洋、北大西洋的海溫異常作為聯(lián)合或者接力主演,北極海冰、青藏高原積雪作為特別主演,此外,還有眾多主角、配角參與一起合奏成一首首氣候變化的交響曲。類似于天氣預(yù)報(bào)數(shù)值模式,現(xiàn)代氣候預(yù)測(cè)以氣候模式為基礎(chǔ),同時(shí)采用動(dòng)力與物理機(jī)制診斷方法相結(jié)合的方法。氣候模式就是刻畫(huà)多圈層氣候系統(tǒng)的、反映很多數(shù)理方程原理的復(fù)雜程序,再通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算,對(duì)未來(lái)的氣候演變趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)。人類對(duì)氣候系統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)知水平,是制約氣候預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的主要因素。氣候預(yù)測(cè)還要考慮大氣內(nèi)部變率。如同深秋隨風(fēng)飄散的落葉,強(qiáng)勁的北風(fēng)決定落葉飄落的方向,是氣候異常的外強(qiáng)迫因素;而落葉落地的具體位置則帶有隨機(jī)性,這就是大氣的內(nèi)部變率。熱帶地區(qū)的大氣內(nèi)部變率較小,海氣耦合作用強(qiáng),產(chǎn)生厄爾尼諾等可預(yù)測(cè)信號(hào)。隨著緯度的增加,內(nèi)部變率增大,可預(yù)測(cè)信號(hào)經(jīng)常被大氣內(nèi)部變率所掩蓋。這種無(wú)規(guī)則的大氣內(nèi)部變率增加了氣候預(yù)測(cè)的不確定性。在全球氣候變暖的背景下,極端天氣氣候事件頻發(fā)、重發(fā),呈常態(tài)化趨勢(shì)。全球變暖使得大氣的持水能力增加,北極放大效應(yīng)(北極地區(qū)地表氣溫的增暖速度是全球平均的2-3倍)減弱極地與赤道之間的溫差,使得大氣環(huán)流發(fā)生改變,就像在大氣中注入了“興奮劑”一樣,氣候系統(tǒng)不穩(wěn)定性明顯加劇。全社會(huì)對(duì)氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的更高準(zhǔn)確率和精細(xì)化服務(wù)需求也越來(lái)越迫切。
湖南省氣候中心深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記重要指示精神,牢記防災(zāi)減災(zāi)是氣象工作的政治之責(zé)、核心之要和戰(zhàn)略重點(diǎn),在防范化解自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)中勇當(dāng)先鋒、打好頭陣、站好前哨。近些年來(lái),中心著力打造基于高分辨率網(wǎng)格的省市縣一體化氣候監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù),建立以省級(jí)為主導(dǎo)的客觀化氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù),以動(dòng)力氣候模式為基本工具,結(jié)合模式誤差訂正、降尺度解釋?xiě)?yīng)用、機(jī)器學(xué)習(xí)等多種方法,多措并舉努力提高氣候預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,在重大災(zāi)害性、轉(zhuǎn)折性氣候事件服務(wù)中起到了指揮棒作用,成功應(yīng)對(duì)2016年、2017年湘江流域超歷史洪水、2018年初低溫雨雪冰凍、2019年夏秋連旱、2020年洞庭湖區(qū)超歷史洪水等重大災(zāi)害性天氣過(guò)程,為各級(jí)黨委和政府防災(zāi)減災(zāi)決策提供了科學(xué)支撐。在防災(zāi)減災(zāi)、減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失方面發(fā)揮了十分重要的作用。
氣候預(yù)測(cè)任重而道遠(yuǎn),我們必須堅(jiān)持“監(jiān)測(cè)精密,預(yù)報(bào)精準(zhǔn),服務(wù)精細(xì)”的總要求,繼續(xù)加強(qiáng)科研,努力提升氣候業(yè)務(wù)服務(wù)能力,為湖南經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
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來(lái)源:湖南省氣候中心