《湖南“十四五”气象发展规划》把坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为总遵循,坚持“人民至上,生命至上”的发展理念,坚持气象服务保障生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好为发展目标。做好精准气象预报预测,及早未雨绸缪,关乎社会发展和国计民生,责任重大、使命光荣。湖南省气候中心以全省气候预测为业务核心,牢固树立以人为本理念,把保障人民群众生命财产安全作为预测的出发点和落脚点,切实发挥气象防灾减灾第一道防线作用。
气候预测不同于天气预报,普通公众或许还感到陌生。简单来说,气候预测就是天气预报“够不着”的天气。气候预测主要是对延伸期(11天到30天)、月、季节和年度气候趋势进行预测,包括气温、降水等气象要素相较于平均状态的偏离程度、重要天气过程和极端天气气候事件预测等。随着经济社会快速发展,气候预测越来越受到广泛关注,很多行业或领域需要了解更长时间的气候预测信息,气候预测在防灾减灾以及行业生产规划等方面都发挥着重要作用。天气预报的核心工具是数值模式预报,即以气象观测资料为初值条件,通过巨型计算机进行数值计算求解大气动力学方程组,进而预测未来一定时段的大气运动状态,但模式预报的预报时效十分有限。20世纪60年代美国气象学家洛伦兹在用数值模式模拟预报天气时,发现输入的初始数据仅相差不到0.001,预报结果竟大相径庭,史上称之为“蝴蝶效应”,从而否定了无限制准确预报的可能性。由于数值天气预报过程中噪音的非线性增长的问题,导致有效天气预报时限仅为两周,对于长时效的气候趋势预测存在很大的不确定性。气候系统由海洋、陆地、大气、冰冻圈、生物圈这五大圈层构成。气候变化除了受到大气自身因素的影响外,也会被大气以外的因素调控。海洋的热容量、密度均比空气大,大气变化快、记忆短,海洋变化慢、记忆长,海洋、极地海冰还有高原积雪等这些慢变因素,称为外强迫因素,成为气候预测的重要可预报性来源。因此,气候预测不仅要考虑大气环流自身变化,还要考虑海洋、海冰、积雪等下垫面变化对大气环流的影响,以及海洋-大气、陆地-大气间的相互作用,甚至要考虑由于人类活动造成的全球气候变化带来的影响。在气候异常的舞台上,领衔主演的时常是我们熟知的厄尔尼诺或者拉尼娜事件,还有热带印度洋、北大西洋的海温异常作为联合或者接力主演,北极海冰、青藏高原积雪作为特别主演,此外,还有众多主角、配角参与一起合奏成一首首气候变化的交响曲。类似于天气预报数值模式,现代气候预测以气候模式为基础,同时采用动力与物理机制诊断方法相结合的方法。气候模式就是刻画多圈层气候系统的、反映很多数理方程原理的复杂程序,再通过超级计算机进行运算,对未来的气候演变趋势做出预测。人类对气候系统的科学认知水平,是制约气候预测准确率的主要因素。气候预测还要考虑大气内部变率。如同深秋随风飘散的落叶,强劲的北风决定落叶飘落的方向,是气候异常的外强迫因素;而落叶落地的具体位置则带有随机性,这就是大气的内部变率。热带地区的大气内部变率较小,海气耦合作用强,产生厄尔尼诺等可预测信号。随着纬度的增加,内部变率增大,可预测信号经常被大气内部变率所掩盖。这种无规则的大气内部变率增加了气候预测的不确定性。在全球气候变暖的背景下,极端天气气候事件频发、重发,呈常态化趋势。全球变暖使得大气的持水能力增加,北极放大效应(北极地区地表气温的增暖速度是全球平均的2-3倍)减弱极地与赤道之间的温差,使得大气环流发生改变,就像在大气中注入了“兴奋剂”一样,气候系统不稳定性明显加剧。全社会对气象预报预测的更高准确率和精细化服务需求也越来越迫切。
湖南省气候中心深入贯彻落实习近平总书记重要指示精神,牢记防灾减灾是气象工作的政治之责、核心之要和战略重点,在防范化解自然灾害风险中勇当先锋、打好头阵、站好前哨。近些年来,中心着力打造基于高分辨率网格的省市县一体化气候监测业务,建立以省级为主导的客观化气候预测业务,以动力气候模式为基本工具,结合模式误差订正、降尺度解释应用、机器学习等多种方法,多措并举努力提高气候预测准确率,在重大灾害性、转折性气候事件服务中起到了指挥棒作用,成功应对2016年、2017年湘江流域超历史洪水、2018年初低温雨雪冰冻、2019年夏秋连旱、2020年洞庭湖区超历史洪水等重大灾害性天气过程,为各级党委和政府防灾减灾决策提供了科学支撑。在防灾减灾、减少人员伤亡和财产损失方面发挥了十分重要的作用。
气候预测任重而道远,我们必须坚持“监测精密,预报精准,服务精细”的总要求,继续加强科研,努力提升气候业务服务能力,为湖南经济社会发展贡献力量。
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来源:湖南省气候中心