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气候焦点
 

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“国产”气候预测模式进入国际前列

[日期:2017-08-11]  [新闻来源:中国气象报]

中国气象报记者孙楠

  在10平方米左右的办公室里,除了工位之外,国家气候中心气候模式室主任吴统文摆放了一张长桌、七把椅子、一块大屏幕。几年来,他搬过几次办公室,但都保留着这种“小型讨论区”的格局,我国自主研发的气候预测模式就在此被反复讨论并修改完善。如今,这些“国产”气候预测模式已走上国际舞台、进入世界前列。

  2005年以来,作为气候模式发展的主要责任人,吴统文和团队一起研发了气候系统模式BCC_CSM的多个版本。2010年至2014年,中国气象局副局长宇如聪作为973项目首席科学家、吴统文作为首席科学家助理,挑起了全球变化国家基础研究计划项目“高分辨率气候系统模式研发与评估”的重担,成功研发了全球高分辨率的海-陆-冰-气多圈层耦合的气候系统模式(BCC_CSM3.0)。

  气候预测是世界性的科学难题。我国地处世界最大的大陆亚欧大陆,面朝世界最大的大洋太平洋,海陆热力差异明显,是典型的季风气候国家。气候影响因子众多且相互作用,机理复杂。通过对众多因子进行机理分析,BCC_CSM模式在动力框架创新发展、积云对流参数化方案自主研发、洋面通量算法、陆面积雪覆盖度计算等领域取得多项创新研究成果。其中,我国科学家在模式物理过程参数化研究方面独创的积云对流参数化方案等,受到国际关注。

  几年来,最让吴统文触动的,就是BCC_CSM模式“走出去”。从2009年起,国家气候中心就在准备参加第五次耦合模式比较计划,与全球20多个模式研发团队的约70个气候模式一较高下。过去5年,作为中国气象局参与该比较计划的负责人,吴统文带领团队在国际期刊上刊发大量论文,模式试验数据被国内外专家借鉴、开展大量分析应用研究,BCC_CSM模式相关论文数量在国际上处于上游。

  “如果闭关自守,不和别人比较,怎能了解自身优势和不足?”吴统文说,在参加该比较计划的5年里,BCC_CSM模式的国际名声越来越响。不少国际同行来到中国时,指名要到国家气候中心看一看;以前虽然和法国相关气候机构建立了双边关系,但交流很少。如今大有不同,双方气候科学家经常沟通、互访。

  另一个让吴统文深有感触的,是推动这个模式“用起来”。从经验来看,一个模式从研发到业务化大约需要5年至10年。模式本身的参数化方案及修订,初始系统研发、确定预测方法、实施运用,每一个环节都不易。

  我国预测气候主要有统计、动力以及两者相结合的预报方式。统计方法即通过分析厄尔尼诺/拉尼娜、海冰、欧亚积雪和青藏高原积雪等前兆信号对东亚夏季风强度的影响,预测汛期降水和气温。动力模式预测是气候预测的核心技术,也是未来气候预测的主要技术路线。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。BCC_CSM2.0已于2015年全面业务化,成为第二代动力气候模式业务预测系统的核心。

  几年探索下来,进展显而易见——

  随着我国气候系统模式的不断完善,气候预测准确率明显提升,由过去30年的65%提升为70%。在2015年汛期预测中成功预测中东部降水北少南多的分布特征,汛期降水预测滚动订正预报也成绩斐然。

  我国的气候模式产品为联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估报告的编写提供了大量的基础试验数据,让中国声音更有分量。

  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。今年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,全球气候预测者可以实时查阅、参考我国的预测。

  我国气候科学家没有止步于此。2016年,“十三五”国家重点研发计划项目“基于高分辨率气候系统模式的无缝隙气候预测系统的研制与评估”启动,计划通过5年时间,将气候系统模式进一步推向业务应用。正在研发的地球系统模式,耦合了气溶胶、大气化学、大气环流、海冰、海洋、陆面过程等多种模式,能较为准确地把握当今气候及其变化趋势,将为气候预测再添“利器”。

 

 

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