[自然科學(xué)]第一章氣候系統(tǒng)(參考版)
2025-02-24 12:35本頁面
【正文】 但是，這主要是要說明，短期氣候預(yù)測的時效與技巧也不可能無限制地增長，這是受科學(xué)本身限制的。此外預(yù)報準(zhǔn)確率也是有上限的，上限大約為 80％～ 85％。 30 a來數(shù)值預(yù)報的發(fā)展完全證實(shí)了馮 ?紐曼的預(yù)見。第 3類 大約相當(dāng)現(xiàn)在的短期氣候預(yù)測 。第 1類即目前的短、中期數(shù)值預(yù)報 。而最困難的是 第 3類運(yùn)動，即距初始時刻相當(dāng)遠(yuǎn)，因此不可能完全從初始場外推。馮 ?紐曼（ von Neumann， 1955)早就指出，從預(yù)報角度看，大氣運(yùn)動可以分為 3類， 第 1類運(yùn)動主要決定于初始場，因此可以從初始場外推 。 ? 氣候預(yù)報是否可能作到 2個月或更長時間呢？這里也有一個可預(yù)報性問題。逐日預(yù)報有一個不可逾越的鴻溝 —— 可預(yù)報性（ predictability）。如果以預(yù)報場與實(shí)況之間相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0..6作為可以接受的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)報時效已超過 1周。經(jīng)過大約30多年的努力，短期數(shù)值天氣預(yù)報取得了巨大的進(jìn)步。其中氣溫預(yù)測水平稍高，降水量預(yù)測準(zhǔn)確率有時還不到 55％。但是，經(jīng)驗預(yù)報一般水平不高，用比較粗略的分級檢查，大約預(yù)報準(zhǔn)確率只有 55％～ 60％。目前世界范圍正式作月、季氣候預(yù)報的大約有 30多個國家。氣候預(yù)測可以分為兩類，一類采用統(tǒng)計方法，另一類為動力學(xué)數(shù)值預(yù)報。 ? 氣候模擬的進(jìn)步，依賴于氣候模式，按性質(zhì)氣候模式可分為 4類模式：（ 1）能量平衡模式（ EBM）；（ 2）輻射對流模式（ RCM）；（ 3）統(tǒng)計動力模式（ SDM）；（ 4）總環(huán)流模式（ GCM）。所謂氣候模擬是根據(jù)一定的大氣或海洋動力學(xué)、熱力學(xué)定律，在給定邊界條件下，采用數(shù)值計算的方法研究氣候。但是，對于氣候系統(tǒng)這樣一個龐大而復(fù)雜系統(tǒng)，至今還沒有任何統(tǒng)一的理論能說明其平均狀態(tài)的形成及隨時間的變化。但所有這些代用資料，或者時間分辨率較低，或者無法定量，或者不能重建連續(xù)的序列，因此在氣候重建中不如上述幾種資料使用的多。不過我們現(xiàn)在談到氣候診斷，多指根據(jù)現(xiàn)代資料進(jìn)行分析，而古氣候的重建則只能應(yīng)用各種代用資料：（ 1）樹木年輪；（ 2）冰芯；（ 3）孢粉；（ 4）珊瑚；（ 5）史料分析。 ? 3 、氣候重建 ? 利用各種代用資料重建古氣候序列稱為氣候重建。 ? 2 、氣候診斷 ? 氣候診斷即根據(jù)氣候監(jiān)側(cè)結(jié)果對氣候變化與氣候異常作出判斷，這是當(dāng)前氣候系統(tǒng)研究中一個十分活躍的領(lǐng)域。其他微量氣體如甲烷、氯氟碳化物（ CFCs）大多數(shù)也建立了相應(yīng)的序列。不過，目前還缺少衛(wèi)星觀測與地面觀測的詳細(xì)比較。因此，反過來看近百年來以地面為基礎(chǔ)進(jìn)行的太陽常數(shù)觀測，應(yīng)該承認(rèn)還是有一定意義的。 ? 3）． 非常規(guī)觀測 除了以上所列舉的常規(guī)觀測之外，目前還進(jìn)行許多特殊觀測，對監(jiān)測氣候系統(tǒng)的變化有非常重要的意義。 過去土壤溫度及濕度的大范圍觀測資料很少。日前在美國科羅拉多大學(xué)與美國國家海洋大氣管理局聯(lián)合，設(shè)立了全球冰雪分析中心，公布每周及月平均南北半球誨冰及雪蓋面積，雪蓋序列從 l 966年開始，海冰序列從1974年開始。 雪蓋與海冰面積觀測是對冰雪圈監(jiān)測的主要內(nèi)容。 E的經(jīng)向剖面也積累了系統(tǒng)的觀測資料。但大部分均無系統(tǒng)觀測資料，只是近年來才給出赤道太平洋混合層深度（用20℃ 等溫線的深度表示）及 800 m深至海面的溫度距平。但與船舶觀測還有一定差異，所以多用混合資料繪制SST的距平圖。 CODAS資料庫收集了 l 850年以來的資料，但 1949年之前，特別在 20世紀(jì)末之前，資料覆蓋面很小。 ? 2）．海洋及系統(tǒng)其他成員的常規(guī)觀測 要對全球氣候系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，海洋是一個重要組成部分。目前 NCAR（美國國家大氣研究中心）等單位初步完成了 1958年以來的再分析資料，包括各等壓面層的高度、溫度、風(fēng)以及地面的氣溫、降水量的格點(diǎn)資料。 N。隨后一些其他國家也先后繪制一些局部區(qū)域的高空圖。 20世紀(jì) 30年代之后，逐漸有了高空探測。因為這 3種要素觀測序列長，而且是反映氣候狀況的基本量。1978年以來有了衛(wèi)星觀測，這是一個覆蓋最完整分辨率最均勻的序列，并且包括南北兩個半球。所以，氣候監(jiān)測是氣候系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。 王紹武（ 2022）把氣候系統(tǒng)的研究內(nèi)容總結(jié)為五個方面： 1 、氣候監(jiān)測 這是 20世紀(jì) 70年代提以來的一個名詞。只是考慮氣候特征、氣候變化的影響因素不僅僅
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