天气什么的什么的?
在知乎上看到很多人问这个问题,看来不止我一个人有这样的困惑。 先和大家分享一个好消息。经过多年的努力,我们最近终于成功开发了气候智能预报的新技术(虽然只是试验性突破),这项技术在本质上可以让人们提前60天预知天气变化,比目前最厉害的超级计算机再提前15~20天左右!而且更神奇的是,这个技术还可以用来预测未来20年的气候突变和极端事件! 在说这项新技术之前,我先给大家简单科普一下气象学和气候学的知识。
大家每天看到的天气预报,实际上只包含了非常小的信息量,也就是近几天空气状况的概括性描述。要想知道更多的信息,比如未来一周甚至更长时间内的气温、降水情况,就需要研究更长期的历史数据了。而气候学就是研究这样历史数据的科学。 和气象学不同,气候学关心的是更长期(平均)的天气状况,所以经常要研究没有天气预报员的“历史数据”,即在没有人类干预自然状态下,天气和气候变化的历史情况。
尽管历史上存在温度高、降雨量高等异常现象,但是科学家们一直未能找到确切的证据解释它们发生的原因。近年来,随着全球变暖的严峻程度超出预期,以及极端天气情况越来越多,人们对这些历史异常情况的成因更加感兴趣了。因为了解这些异常情况发生的机制,就可以帮助我们更好地理解现在所处的时代—一个由于人类活动引起的气候变化的时代。 新技术的突破就在于此,我们在研究过去400年的气温和降水中发现了新的规律:近400年来,暖湿气候并不是均匀分布在全年各月的,而是有波动,有时是暖季特别热,有时是干季特别干旱。我们还发现这种波动具有60年的周期,每60年左右出现一次极值——在一个周期内高温或者干旱的程度会有一次增强。用物理方法我们模拟了这一过程,结果发现在地球轨道参数确定的条件下,这是由太阳黑子活跃度决定的。 当太阳黑子比较活跃时,地球受到的紫外线等辐射较强,大气中的臭氧含量较低,反射回到太空的热量较少,地表收到的太阳辐射增多,从而导致温度升高。
在我们所采用的轨道参数下,上一次温度峰值发生在1940年前后,下一次峰值估计将出现在2040年至2070年之间。如果当前的温度增益保持在现有的速度继续增长,那么峰值可能会提前至2100年左右。 如果这一结论被验证,那么人们今后将有可能提前30~60年预测未来的极端气温或干旱。由于太阳黑子周期与南北极冰盖融化、海平面上升等都有密切的关系,这项研究可能为研究这些复杂的气候变化问题提供重要的全新思路。