细述百日大旱的气候预测

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  中国报道:去年10月下旬至今年2月,我国气象干旱区波及北京、天津、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、湖北、陕西、甘肃和宁夏等地。如此大范围长期干旱的原因是什么?
  张培群:最直接的原因是没有有效降水。简单地说,冷暖空气有效地相互作用会形成降水,但两者势力相差不能太大。冷空气太强,会形成大风降温天气,暖空气太强,可能会是大雾天气,只有冷暖空气势均力敌恰到好处,才能形成有效降水。
  虽然去年11月、12月和今年1月,我国有过几次很强的冷空气,但由于南方暖湿气流比较弱,都没能形成有效降水,在华北黄淮地区多出现大风降温天气。
  中国报道:什么原因导致了南方暖湿气流较弱,而不能形成降水?
  张培群:我国南方暖湿气流主要有两个来源,来自西太平洋的东南暖湿气流,和来自印度洋、孟加拉湾的西南暖湿气流。副热带高压是影响我国气候很重要的大气环流成员之一,去年11月以来,西太平洋副热带高压位置较常年同期偏东,使得东南暖湿气流的输送作用异常偏弱。而青藏高原上空的气压异常偏强,且范围很大,使得高原南侧的南支槽活动明显偏弱,西南暖湿气流的输送作用也异常偏弱。此外,极地涡旋经常偏在西半球,美洲、欧洲经向环流强,冷空气活动频繁,而东亚地区多为纬向环流控制,这些都不利于我国雨雪天气产生。这就是此次干旱基本的大气环流背景。大气环流的异常,既有大气自身内在运动规律的作用,也有大气一海洋一陆地系统之间的相互作用,目前还很难给出一个定论。
  中国报道:国家气候中心关于此次干旱是否做出了预测?
  张培群:我们预测到了降水偏少的状况和趋势,主要在华北地区,但极端干旱没有预报出来,目前针对极端事件的预测能力还是非常有限的,我们正在加强在这方面的能力建设。
  每年秋末,我们会召开一个全国的年度会商会,展望当年冬季和第二年春季的气候趋势,去年的年度会商中,我们估计到华北、尤其是华北东部地区降水会偏少。在每月月末发布的下月预测中,对去年11月、12月,今年1月、2月的逐月降水预测,华北地区的少雨趋势我们都给出了预测,但对黄淮地区的预测是有波动的,如去年12月预测为偏少,今年1月则预测为偏多等。2月1日和4日,我们进行了两次分析预测会商,会商讨论的结果认为,2月中旬和下句会有-一个降水集中的时段,目前看来,当时的判断是可信的。但以后的发展,有很大的不确定性,还需要实际观测来检验。
  中国报道:描述此次干旱时,有“30年一遇”、“50年一遇”等不同说法,纵向来看,怎样科学描述此次干旱的程度?
  张培群:我们根据温度、降水及蒸发等气象条件情况,把旱涝天气分为不同的等级,其中干旱分为轻早、中旱、重旱和特旱四个级别。所说的几十年一遇是根据一定的干旱指标计算出来的,气象业务里的计算方法和普通百姓所理解的可能不太一样,但最后算出来的结果要让老百姓容易懂,于是我们把它们与通常所讲的“几十年一遇”做了一个定性的联系,也是为了形象地解读。根据计算结果,各不同地区干旱的程度分别达到了20年、20多年、30年、30多年平均出现一次的频率,最后概括起来,定性地认为,重旱区接近于30年一遇,部分特旱区接近于50年一遇。所依据的主要是降水量和无雨日数两个指标。中国报道:关于去年年初雪灾状况的预测如何?
  张培群:我们主要是对一些气象要素的未来趋势进行预测。气象要素影响并形成灾害,中间还有不少环节,去年雪灾时,我们对冬季的气温和降水分布有预测,预测降水多的地方与后来实际情况一致,只是量级上没有那么大,有的地方我们预测的是降水偏少,与实际情况不符,这也说明了气候预测的不确定性。目前我们对气候规律的认识还有许多尚待深入研究的地方。中国报道:目前来看,今年3月的气候演变趋势是怎样的?
  张培群:华北、黄淮地区总的降水趋势还不是很乐观,大部分接近常年或偏少的可能性很大,黄淮部分地区(主要是东部)会好一些,有偏多的趋势,这是我们目前的一个初步的观点。我们做的气候预测是趋势展望,主要指未来一段时间内降水平均偏多或偏少的分布,但是,雨雪会下在这段时间的前期还是后期,偏多是持续性的还是隔三岔五的,这都是不可确定的。我们现在只能给出三月或春季前期的平均趋势,再细的看不到。
  中国报道:为什么我们能预报明日天气,却很难预测百日大旱?
  张培群:现代大气科学的一个重要认识是天气预报具有一个可预报期限,超过这个期限,天气的变化会因为大气运动中的“混沌”特征而变得不可预报。这个可预报期限平均来说大致在两周左右,这是理论上的结果,实际的可预报期限是达不到的。目前国际上最好的可用天气预报大致在10天左右,我国的可用天气预报在7天左右。
  大气运动的非线性和非绝热性,使气候预测和两周以内的天气预测完全不同,气候预测大多以概率和可能性、趋势性的语言来提供,它只能抓一段时间内强的天气气候异常所引发的信号,来分析这部分强异常信号的可预报性。
  对于干旱问题,在两周左右的天气可预报期限以内,我们可以对它的影响因子(主要是降水、气温等)进行较为准确的预报,从而可以对气象干旱的近期变化给出预报,但对超过天气可预报期限的干旱演变,则只能从气候的角度,对其主要影响因子的未来变化趋势给出_定的预测,这样的预测存在较大的不确定性,对气象干旱的预测也就带有较大的不确定性。我国目前降水季节预测的趋势准确率平均在60%~70%,温度的准确率要高一些。
  正是由于有较大的不确定性,目前国际上大多数国家还没有开展气候预测业务至多将其称之为“试验性季节预测业务”。我们的结论也主要供决策层参考。公众想得到较为准确的气候预测的期望我们能够理解,但目前来说,气候预测的学科发展就是这样。
  中国报道:我国的气候预测在世界上处于什么水平?
  张培群:总体来说,我国的气象业务科研水平在国际上比较靠前,在发展中国家里是领先的。比如,我们天气预报的准确率相当高,气象卫星在全世界也只有少数几个国家有,我们的大型厘型计算机和存储等相关设备的发展应用水平很高,还有网络建设、信息传输设备也很好。
  当然,还有许多有待于提高的方面。比如我们气象观测的情况,一些建国初期五六十年代建的监测站网,当时所在地比较偏僻,受干扰较少,现在发展成了城市中心区。气象观测对周边环境有要求,尤其对气候业务科研来说,更需要长期的、有代表性的观测资料。观测资料的不准确或系统性的偏差,是气候规律认识、气候异常分析和预测最为主要的不确定性来源。这方面的情况不容乐观。
  在气候预测业务上,全世界的总体水平都不高,气候学有悠久的历史,但作为一门科学,还是近三四十年左右的事情,尤其20世纪90年代初提出气候系统的概念后,气候才成为现代意义上的科学,原先则更多是描述性的学科。从这个角度说,我们对很多气候规律的认识还非常少,也非常浅,这也是为什么不准确的原因。另外还有客观原因,即气候科学本身的复杂性。
  中国报道:目前气候预测工作中。主要存在哪些困难?
  张培群:气候预测中,我们要找的是强信号大尺度的过程,它们有记忆力和持续性,但超出了可预报期限后,这些信号很难找到,目前的最大困难可能就在于对这样的信号把握得较少,我们现在了解的不多,有一个主要原因是积累的样本资料不足。不仅是用于分析研究的资料较少,用于预测检验和经验积累的资料也不多。我们可以每天做天气预报,但即使在气候预测岗位上工作30年,也只能做30个夏季预报。
  不过,理论研究的意义就在于’有些情况下即使没有资料,通过科学的推理和演绎,也能够知道实况如何,但要在一定的观测基础上来做。我们现在的困难就是观测数量和质量不够,在此基础上的分析研究也不够。
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