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　　未来10年，我们能否作出有用的区域性气候预报？
 
　　让人刻骨铭心的是今年1月初以来，我国南方的大雪引发了一系列的社会问题。如何使区域性预报更为准确，成为“气候变化的重大科学问题”分论坛上众多国内外专家关注的话题。
 
　　中国工程院院士、中国气象局国家气候中心丁一汇认为，在气候变化研究中的科学争论大大推动了气候变化科学研究的进展，其结果是明显改变了人类对气候变化本质的认识。在此基础上，发展出了多种复杂的气候模式，以此预测了由人类活动引起的未来百年气候变化的趋势。这些新的科学成果引起了各国政府和科学界的广泛重视和关注。
 
　　“对天气和气候，首先要认识，然后才是预报。以今年年初南方雨雪预报为例，现有的技术和认识水平只能提前10～15天预报雨雪过程，而利用适当的模式产品可以提前16～21天预报。”北京大学物理学院大气科学系教授钱维宏说。
 
　　随着计算机和数值计算方法的发展，数值模拟已成为定量研究气候及其变化的主要手段。建立数学模式的目的是尽量真实地概括各类反馈过程，以便更准确地模拟气候。目前，大部分国家都在采用模式产品进行气候的预测和预报。
 
　　模式产品实际上是一个大型的计算机程序，也叫做地球模拟系统。它将大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈等耦合起来，用数字描述一系列的气候变化过程。对自然界的气候状况及其演变进行模拟，这其中还要综合多个学科的知识，比如生物学、化学等。此外，地球系统还必须包括各圈层间的相互作用。
 
　　“由于受自然界中许多复杂作用过程控制，如果对大气问题不进行高性能数值计算，是难以得到正确认识的，更无法真正解决一些与气候变迁、环境污染等有关的主要实际问题。”中国科学院大气物理研究所研究员王斌在接受《科学时报》采访时说。
 
　　“目前对气候的模拟主要有两种。实验室模拟，是在实验室中一定的控制条件下进行模拟。因气候系统非常复杂，不可能在实验室中完满地再现，故有很大局限性。数值模拟，是根据控制气候及其变化的基本物理定律建立相应的数学模式，在一定的初始条件和边界条件下进行数值计算，求得气候要素的分布和可能变化。”王斌介绍说。
 
　　上世纪60年代以来，各种数学模式不断出现，如直接积分流体力学和热力学方程组的大气环流模式，模拟大气热状况的能量平衡模式，把大气运动当做随机过程处理的随机模式，随机和动力相结合的模式等。上世纪70年代以来，气候模拟研究已初见成效。如在大气和海洋主要气候要素的分布与季节变化的模式计算、人类活动对气候影响的估计、极冰的反馈作用等方面都得到了有意义的结果。
 
　　但是这些模式的许多物理考虑及参数化方案还不成熟，王斌认为这直接影响着模拟结果的可信度，因此“模式有待改进，计算方法和保持计算的稳定性方面也有一些困难须加克服”。
 
　　以东亚地区区域气候模拟为例，中国科学院院士吴国雄说：“大部分区域气候模式都不同程度地模拟出了东亚季风区持续性洪涝现象的大尺度环流特征和演变过程，再现了东亚各主要气候区降水的年际、季节和季节内变化及主要雨带的季节进退和降水的时空演变特征。”
 
　　“但是，大部分模式没能很好地模拟出大尺度特征的强度和量值，模拟的温度和降水存在系统性偏差。原因分析表明，进一步完善和改进区域气候模式的物理过程参数化方案及动力框架可以改善模拟效果。”吴国雄说。
 
　　我国在哪类气候预测上还能再进一步？钱维宏认为：“在短期气候上，提前1～12个月的海温变化是可预报的，未来还有潜力；而降水和温度是不可预报的。对于长期气候、年际气候不可预报，年代际气候型的变化是可预报的，我国在年代际气候型变化研究已经起步。”
 
　　“我国现在遇到的问题主要是模式系统的分辨率不够，也就是计算机的性能不够，不足以支持这么庞大的系统运行。要解决这个问题，不是某一个人、某一个单位就可以完成的，需要国家建立大型计划来实施。”王斌对记者说。