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任凭旱情悄然来袭?为什么我们很难预测大旱

来源:南方周末
2011年02月21日10:51

  为什么我们能预报明日天气,却很难预测百日大旱?

山东省曲阜吴村镇中心村,当地水利部门的工作人员 (南方周末记者 王轶庶/图)
山东省曲阜吴村镇中心村,当地水利部门的工作人员 (南方周末记者 王轶庶/图)


  国际难题,指数尚缺?

  此次华北旱情,从干旱苗头初现时,气象部门就组织天气、气候会商,每5天滚动更新旱区未来30天的气候预测意见,但为何不能提前半年甚至更早发布预测?

  气象灾害预测的第一个障碍,存在于科学家们的口头禅“可能性”。“短时段的降水少并不意味着干旱,气象干旱是指一个持续降水减少的时段,那么这个时段的长短有很大的区域性,在北方可能长些,南方可能短些。”中科院研究员马柱国认为,如果南方雨季某些地区也许持续10天不下雨就会发生干旱,而华北地区在过去的30年里,延续了降水减少并伴随增温的趋势。

  中国科学院大气物理所研究员张庆云也谨慎地说,“虽然在拉尼娜现象的背景下,华北黄淮降水可能偏少,但目前还没有有效的方法能提前预测出干旱的强度和持续的时间。”

  而干旱往往与气候变化的持续异常有关,有缓慢持续发展的特点,因而其形成机理和预测方法有别于台风、暴雨、沙尘暴等。

  这意味着,当人们想要了解华北干旱的趋势还要持续多久时,则进入了另一个国际难点问题——年际和年代际气候预测。年际指的是一年及以上的气候预测。年代际则是以十年为周期的气候趋势预测。

  “气候变化的原因很复杂,对华北未来干旱趋势的预测,有很大的不确定性。”马柱国坦言。中国气象局前局长温克刚也对南方周末记者坦陈,趋势性预测较中短期或临近预报精确度不可同比,也就说,预测季度或者半年天气更难。

  而这种不确定性,对灾害应急部门构成困扰,“如果被告知降水概率是50%,怎么办?应急准备只能就重不就轻?”国家防汛抗旱总指挥部一位人士如是抱怨。

  从2006年起,中国开始有了用于监测气象干旱的国家标准,但还没有适用于气象、农林、水利和经济等的综合指数,有待于进一步的完善,“事实上国际上也没有比较完善的国家综合干旱指数”。马柱国指出,由于干旱灾害的发生具有很强的区域性,即便现行的国家标准也较难真正适用于全国情况。

  预测模式,先天缺陷?

  中国气象局宣称,目前中国未来三天的天气预报准确率,基本能达到80%甚至更高,数值天气预报被认为功不可没。

  数值预报,是把观测和收集到的气象资料,引入模拟大气运动条件的系列公式,通过计算结果来预测天气的方法。上世纪七八十年代,数值预报开始在全球推广应用,如今已成为全球天气预报和气候预测的主流模式。

  作为世界气象组织(WMO)的一员,中国拥有近400个气象台、2000多个地面气象观测站、3万多个自动气象站和120个高空气象探测站,数据采集能覆盖全国85%以上的乡镇,还有卫星、雷达帮忙,为数值预报模式源源不断地提供分析素材。但为何在气象灾害面前,气象部门仍感预测困难重重?

  2008年,广东省气象局原高级工程师李开乐曾致信国家气象局局长郑国光,质疑数值预报的理论基础。他认为“以太阳能热为大气运动主要动力”,缺乏对地球自转、光热等因素的考虑,因而即便综合了对历史气象资料的统计以及预报员的经验判断,预报预测效果仍不如人意。

  对此质疑,中国气象局预报和网络司司长毕宝贵回应说,现行的数值预报模式其实已经综合考虑了影响天气气候的多种因素,但显然并不完备。

  历史模糊,数据失准?

  事实上,人们看到的最终预测结果,往往是综合了数值预报、历史气象资料统计以及人为经验判断的结果。

  数值预报依赖气象观测资料,而观测点目前陆地多海洋少,城市多农村山区少的态势,往往会导致数据不均。即便是观测点较密集的城市,观测点之间的空白地带,数据也只能取其平均值,准确性仍会降低。“卫星观测的范围更大,但根据电磁信号反推出来的数据,跟实际测量之间也有差距,需要和地面观测资料进行比对、订正。”国家卫星气象中心卫星气象研究所所长张鹏说。

  观测数据不能满足需要时,最终会影响模型预测的效果。以干旱灾害预测为例,马柱国指出,现有的观测数据中,缺乏地表状况、植被指数和反照率等,而这些数据关系到影响干旱指标计算模型中一些关键参数的确定。他认为,中国急需发展更密集的观测点和更完善的观测变量。

  常以“30年一遇”,“60年一遇”或“百年一遇”面目出现的极端气候事件,对于其极端和异常的定义,是根据观测气象资料的极值得出的结论,但对于时间尺度更长的所谓“500年一遇”或“千年一遇”的极端异常事件,往往是根据历史记载的气象观测的描述由定性向定量反演而得到,因此参照历史气象资料的极值得出的结论其准确性可能要慎重。“气候趋势的预测,只有两种结果,100%准确和100%不准确。”张庆云强调,比如去年夏天预计到华北地区降水偏少,事实也确实如此,那就是预测正确。如果华北的降水不少反多,才算是预测失败。

(责任编辑:彭晓明)
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