天氣預報越來越準的背后：“地球科學革命”悄然發生
日期：2019-03-29 14:39:47 來源：凡帝(di)朗
俗話說“天(tian)(tian)有不測(ce)風云”，精(jing)準預(yu)(yu)測(ce)天(tian)(tian)氣(qi)(qi)向來不是(shi)一件容易的(de)事。而(er)如今，隨(sui)著預(yu)(yu)報(bao)的(de)準確度大幅提升(sheng)，越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)人(ren)們已經習慣(guan)根據天(tian)(tian)氣(qi)(qi)預(yu)(yu)報(bao)來指導出行。這一場預(yu)(yu)測(ce)天(tian)(tian)氣(qi)(qi)的(de)革命是(shi)如何悄然發生(sheng)的(de)？3月(yue)23日世界氣(qi)(qi)象日期(qi)間(jian)，中國科(ke)學院大氣(qi)(qi)物理研(yan)究所曾慶存院士給200余名“科(ke)學求真營”的(de)師(shi)生(sheng)作題為“大氣(qi)(qi)科(ke)學的(de)前身(shen)、現代與未來”科(ke)普報(bao)告，講述了“數值天(tian)(tian)氣(qi)(qi)預(yu)(yu)報(bao)”這一先(xian)進工具(ju)的(de)歷史與未來。
據了(le)解(jie)，目前,國際(ji)上(shang)天氣預(yu)報的有效(xiao)性已從早期的1-3天，提高(gao)到5-7天。這主要是得益于(yu)數(shu)值(zhi)天氣預(yu)報的貢(gong)獻。世界氣象組織將數(shu)值(zhi)天氣預(yu)報稱為20世紀最偉大的科技發(fa)(fa)展(zhan)之一(yi)，《自然》雜(za)志則盛贊數(shu)值(zhi)天氣預(yu)報的發(fa)(fa)展(zhan)是一(yi)場靜悄悄的革命(ming)。
曾(ceng)慶存院(yuan)士講到(dao)，上(shang)世紀六(liu)十年代(dai)，隨著科技的進步，氣(qi)象(xiang)(xiang)監測(ce)(ce)從單純的站點監測(ce)(ce)變(bian)為(wei)包含氣(qi)象(xiang)(xiang)衛星遙感的全球監測(ce)(ce)，氣(qi)象(xiang)(xiang)學飛躍發展為(wei)大(da)氣(qi)科學，氣(qi)象(xiang)(xiang)預測(ce)(ce)也從天(tian)氣(qi)圖經驗預報發展到(dao)如(ru)今的數值天(tian)氣(qi)預報。
數值(zhi)天氣(qi)預(yu)報(bao)是指以物理數學理論為基(ji)礎(chu)，用電子(zi)計算(suan)機(ji)做(zuo)出的(de)(de)客觀定量預(yu)報(bao)。時(shi)至(zhi)今日，較準確(que)的(de)(de)定量數值(zhi)天氣(qi)預(yu)報(bao)能(neng)及時(shi)預(yu)測氣(qi)象災(zai)害，對于(yu)防災(zai)、減災(zai)、救災(zai)貢(gong)獻了(le)至(zhi)關重(zhong)要(yao)的(de)(de)力量，極大地(di)保護了(le)公(gong)眾(zhong)的(de)(de)生命財(cai)產安(an)全。
“從天(tian)氣預報60多年的發展歷史來(lai)說，科(ke)學(xue)的大道確實是不平坦的，只有勇敢、堅毅，才能永遠前(qian)進，攀上(shang)頂峰(feng)。”曾(ceng)慶存院士鼓勵學(xue)生們認真(zhen)學(xue)習，發揮中華民族(zu)刻苦鉆研、善于思考(kao)的優良精(jing)神(shen)，將來(lai)為(wei)中國科(ke)學(xue)事業(ye)的發展做(zuo)出(chu)貢獻。
曾(ceng)慶存院士(shi)首創(chuang)“半(ban)隱式差分法”，在(zai)世(shi)界(jie)上第一個成功求解(jie)原始方程作數(shu)(shu)值(zhi)預(yu)(yu)報，并發(fa)展了數(shu)(shu)值(zhi)天(tian)氣預(yu)(yu)報的(de)(de)數(shu)(shu)學(xue)物理基礎理論，是國際(ji)數(shu)(shu)值(zhi)天(tian)氣預(yu)(yu)報理論的(de)(de)奠基人之一。他在(zai)衛星(xing)大(da)氣紅外遙(yao)感研究中提(ti)出(chu)“最佳信(xin)息層(ceng)”和(he)反演方法，被世(shi)界(jie)各主要衛星(xing)數(shu)(shu)據處理和(he)服務中心所(suo)采用(yong)，服務于實時天(tian)氣預(yu)(yu)警和(he)短期(qi)天(tian)氣預(yu)(yu)報。他倡導并參與(yu)研制(zhi)“國之重(zhong)(zhong)器”的(de)(de)國家大(da)科(ke)(ke)學(xue)裝(zhuang)置——地球系(xi)(xi)統(tong)數(shu)(shu)值(zhi)模擬裝(zhuang)置，為國家防(fang)災減災、應對全球氣候變化、大(da)氣環境治理等(deng)重(zhong)(zhong)大(da)問題提(ti)供(gong)科(ke)(ke)學(xue)支撐，推(tui)動地球系(xi)(xi)統(tong)科(ke)(ke)學(xue)不同(tong)學(xue)科(ke)(ke)之間的(de)(de)學(xue)科(ke)(ke)交叉和(he)融合，促(cu)進我國地球系(xi)(xi)統(tong)科(ke)(ke)學(xue)整體向國際(ji)一流(liu)水平跨越。
據了解(jie)(jie)，在數值天氣預(yu)報的(de)基礎上，我(wo)(wo)國逐(zhu)漸發展出短期氣候(hou)預(yu)測(ce)系(xi)統。在曾(ceng)慶存院士等人的(de)持續努力下，2018年,在北京市(shi)懷柔科(ke)學(xue)城破土(tu)動(dong)工(gong)的(de)地(di)(di)球(qiu)系(xi)統數值模擬裝置(zhi)更是邁出了“解(jie)(jie)讀地(di)(di)球(qiu)計劃”至(zhi)關重(zhong)要的(de)一步，中國可以自己為(wei)地(di)(di)球(qiu)做CT，研究和(he)預(yu)估全球(qiu)氣候(hou)和(he)生態環境變化，促進(jin)我(wo)(wo)國地(di)(di)球(qiu)系(xi)統科(ke)學(xue)整(zheng)體向國際(ji)一流水平跨越(yue)。