細(xì)述百日大旱的氣候預(yù)測(cè)

王新玲

中國(guó)報(bào)道：去年10月下旬至今年2月，我國(guó)氣象干旱區(qū)波及北京、天津、河北、山西、山東、河南、安徽、江蘇、湖北、陜西、甘肅和寧夏等地。如此大范圍長(zhǎng)期干旱的原因是什么?

張培群：最直接的原因是沒(méi)有有效降水。簡(jiǎn)單地說(shuō)，冷暖空氣有效地相互作用會(huì)形成降水，但兩者勢(shì)力相差不能太大。冷空氣太強(qiáng)，會(huì)形成大風(fēng)降溫天氣，暖空氣太強(qiáng)，可能會(huì)是大霧天氣，只有冷暖空氣勢(shì)均力敵恰到好處，才能形成有效降水。

雖然去年11月、12月和今年1月，我國(guó)有過(guò)幾次很強(qiáng)的冷空氣，但由于南方暖濕氣流比較弱，都沒(méi)能形成有效降水，在華北黃淮地區(qū)多出現(xiàn)大風(fēng)降溫天氣。

中國(guó)報(bào)道：什么原因?qū)е铝四戏脚瘽駳饬鬏^弱，而不能形成降水?

張培群：我國(guó)南方暖濕氣流主要有兩個(gè)來(lái)源，來(lái)自西太平洋的東南暖濕氣流，和來(lái)自印度洋、孟加拉灣的西南暖濕氣流。副熱帶高壓是影響我國(guó)氣候很重要的大氣環(huán)流成員之一，去年11月以來(lái)，西太平洋副熱帶高壓位置較常年同期偏東，使得東南暖濕氣流的輸送作用異常偏弱。而青藏高原上空的氣壓異常偏強(qiáng)，且范圍很大，使得高原南側(cè)的南支槽活動(dòng)明顯偏弱，西南暖濕氣流的輸送作用也異常偏弱。此外，極地渦旋經(jīng)常偏在西半球，美洲、歐洲經(jīng)向環(huán)流強(qiáng)，冷空氣活動(dòng)頻繁，而東亞地區(qū)多為緯向環(huán)流控制，這些都不利于我國(guó)雨雪天氣產(chǎn)生。這就是此次干旱基本的大氣環(huán)流背景。大氣環(huán)流的異常，既有大氣自身內(nèi)在運(yùn)動(dòng)規(guī)律的作用，也有大氣一海洋一陸地系統(tǒng)之間的相互作用，目前還很難給出一個(gè)定論。

中國(guó)報(bào)道：國(guó)家氣候中心關(guān)于此次干旱是否做出了預(yù)測(cè)?

張培群：我們預(yù)測(cè)到了降水偏少的狀況和趨勢(shì)，主要在華北地區(qū)，但極端干旱沒(méi)有預(yù)報(bào)出來(lái)，目前針對(duì)極端事件的預(yù)測(cè)能力還是非常有限的，我們正在加強(qiáng)在這方面的能力建設(shè)。

每年秋末，我們會(huì)召開(kāi)一個(gè)全國(guó)的年度會(huì)商會(huì)，展望當(dāng)年冬季和第二年春季的氣候趨勢(shì)，去年的年度會(huì)商中，我們估計(jì)到華北、尤其是華北東部地區(qū)降水會(huì)偏少。在每月月末發(fā)布的下月預(yù)測(cè)中，對(duì)去年11月、12月，今年1月、2月的逐月降水預(yù)測(cè)，華北地區(qū)的少雨趨勢(shì)我們都給出了預(yù)測(cè)，但對(duì)黃淮地區(qū)的預(yù)測(cè)是有波動(dòng)的，如去年12月預(yù)測(cè)為偏少，今年1月則預(yù)測(cè)為偏多等。2月1日和4日，我們進(jìn)行了兩次分析預(yù)測(cè)會(huì)商，會(huì)商討論的結(jié)果認(rèn)為，2月中旬和下句會(huì)有-一個(gè)降水集中的時(shí)段，目前看來(lái)，當(dāng)時(shí)的判斷是可信的。但以后的發(fā)展，有很大的不確定性，還需要實(shí)際觀測(cè)來(lái)檢驗(yàn)。

中國(guó)報(bào)道：描述此次干旱時(shí)，有“30年一遇”、“50年一遇”等不同說(shuō)法，縱向來(lái)看，怎樣科學(xué)描述此次干旱的程度?

張培群：我們根據(jù)溫度、降水及蒸發(fā)等氣象條件情況，把旱澇天氣分為不同的等級(jí)，其中干旱分為輕早、中旱、重旱和特旱四個(gè)級(jí)別。所說(shuō)的幾十年一遇是根據(jù)一定的干旱指標(biāo)計(jì)算出來(lái)的，氣象業(yè)務(wù)里的計(jì)算方法和普通百姓所理解的可能不太一樣，但最后算出來(lái)的結(jié)果要讓老百姓容易懂，于是我們把它們與通常所講的“幾十年一遇”做了一個(gè)定性的聯(lián)系，也是為了形象地解讀。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，各不同地區(qū)干旱的程度分別達(dá)到了20年、20多年、30年、30多年平均出現(xiàn)一次的頻率，最后概括起來(lái)，定性地認(rèn)為，重旱區(qū)接近于30年一遇，部分特旱區(qū)接近于50年一遇。所依據(jù)的主要是降水量和無(wú)雨日數(shù)兩個(gè)指標(biāo)。中國(guó)報(bào)道：關(guān)于去年年初雪災(zāi)狀況的預(yù)測(cè)如何?

張培群：我們主要是對(duì)一些氣象要素的未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。氣象要素影響并形成災(zāi)害，中間還有不少環(huán)節(jié)，去年雪災(zāi)時(shí)，我們對(duì)冬季的氣溫和降水分布有預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)降水多的地方與后來(lái)實(shí)際情況一致，只是量級(jí)上沒(méi)有那么大，有的地方我們預(yù)測(cè)的是降水偏少，與實(shí)際情況不符，這也說(shuō)明了氣候預(yù)測(cè)的不確定性。目前我們對(duì)氣候規(guī)律的認(rèn)識(shí)還有許多尚待深入研究的地方。中國(guó)報(bào)道：目前來(lái)看，今年3月的氣候演變趨勢(shì)是怎樣的?

張培群：華北、黃淮地區(qū)總的降水趨勢(shì)還不是很樂(lè)觀，大部分接近常年或偏少的可能性很大，黃淮部分地區(qū)(主要是東部)會(huì)好一些，有偏多的趨勢(shì)，這是我們目前的一個(gè)初步的觀點(diǎn)。我們做的氣候預(yù)測(cè)是趨勢(shì)展望，主要指未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)降水平均偏多或偏少的分布，但是，雨雪會(huì)下在這段時(shí)間的前期還是后期，偏多是持續(xù)性的還是隔三岔五的，這都是不可確定的。我們現(xiàn)在只能給出三月或春季前期的平均趨勢(shì)，再細(xì)的看不到。

中國(guó)報(bào)道：為什么我們能預(yù)報(bào)明日天氣，卻很難預(yù)測(cè)百日大旱?

張培群：現(xiàn)代大氣科學(xué)的一個(gè)重要認(rèn)識(shí)是天氣預(yù)報(bào)具有一個(gè)可預(yù)報(bào)期限，超過(guò)這個(gè)期限，天氣的變化會(huì)因?yàn)榇髿膺\(yùn)動(dòng)中的“混沌”特征而變得不可預(yù)報(bào)。這個(gè)可預(yù)報(bào)期限平均來(lái)說(shuō)大致在兩周左右，這是理論上的結(jié)果，實(shí)際的可預(yù)報(bào)期限是達(dá)不到的。目前國(guó)際上最好的可用天氣預(yù)報(bào)大致在10天左右，我國(guó)的可用天氣預(yù)報(bào)在7天左右。

大氣運(yùn)動(dòng)的非線性和非絕熱性，使氣候預(yù)測(cè)和兩周以?xún)?nèi)的天氣預(yù)測(cè)完全不同，氣候預(yù)測(cè)大多以概率和可能性、趨勢(shì)性的語(yǔ)言來(lái)提供，它只能抓一段時(shí)間內(nèi)強(qiáng)的天氣氣候異常所引發(fā)的信號(hào)，來(lái)分析這部分強(qiáng)異常信號(hào)的可預(yù)報(bào)性。

對(duì)于干旱問(wèn)題，在兩周左右的天氣可預(yù)報(bào)期限以?xún)?nèi)，我們可以對(duì)它的影響因子(主要是降水、氣溫等)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，從而可以對(duì)氣象干旱的近期變化給出預(yù)報(bào)，但對(duì)超過(guò)天氣可預(yù)報(bào)期限的干旱演變，則只能從氣候的角度，對(duì)其主要影響因子的未來(lái)變化趨勢(shì)給出_定的預(yù)測(cè)，這樣的預(yù)測(cè)存在較大的不確定性，對(duì)氣象干旱的預(yù)測(cè)也就帶有較大的不確定性。我國(guó)目前降水季節(jié)預(yù)測(cè)的趨勢(shì)準(zhǔn)確率平均在60％～70％，溫度的準(zhǔn)確率要高一些。

正是由于有較大的不確定性，目前國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家還沒(méi)有開(kāi)展氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)至多將其稱(chēng)之為“試驗(yàn)性季節(jié)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)”。我們的結(jié)論也主要供決策層參考。公眾想得到較為準(zhǔn)確的氣候預(yù)測(cè)的期望我們能夠理解，但目前來(lái)說(shuō)，氣候預(yù)測(cè)的學(xué)科發(fā)展就是這樣。

中國(guó)報(bào)道：我國(guó)的氣候預(yù)測(cè)在世界上處于什么水平?

張培群：總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的氣象業(yè)務(wù)科研水平在國(guó)際上比較靠前，在發(fā)展中國(guó)家里是領(lǐng)先的。比如，我們天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率相當(dāng)高，氣象衛(wèi)星在全世界也只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家有，我們的大型厘型計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)等相關(guān)設(shè)備的發(fā)展應(yīng)用水平很高，還有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、信息傳輸設(shè)備也很好。

當(dāng)然，還有許多有待于提高的方面。比如我們氣象觀測(cè)的情況，一些建國(guó)初期五六十年代建的監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，當(dāng)時(shí)所在地比較偏僻，受干擾較少，現(xiàn)在發(fā)展成了城市中心區(qū)。氣象觀測(cè)對(duì)周邊環(huán)境有要求，尤其對(duì)氣候業(yè)務(wù)科研來(lái)說(shuō)，更需要長(zhǎng)期的、有代表性的觀測(cè)資料。觀測(cè)資料的不準(zhǔn)確或系統(tǒng)性的偏差，是氣候規(guī)律認(rèn)識(shí)、氣候異常分析和預(yù)測(cè)最為主要的不確定性來(lái)源。這方面的情況不容樂(lè)觀。

在氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)上，全世界的總體水平都不高，氣候?qū)W有悠久的歷史，但作為一門(mén)科學(xué)，還是近三四十年左右的事情，尤其20世紀(jì)90年代初提出氣候系統(tǒng)的概念后，氣候才成為現(xiàn)代意義上的科學(xué)，原先則更多是描述性的學(xué)科。從這個(gè)角度說(shuō)，我們對(duì)很多氣候規(guī)律的認(rèn)識(shí)還非常少，也非常淺，這也是為什么不準(zhǔn)確的原因。另外還有客觀原因，即氣候科學(xué)本身的復(fù)雜性。

中國(guó)報(bào)道：目前氣候預(yù)測(cè)工作中。主要存在哪些困難?

張培群：氣候預(yù)測(cè)中，我們要找的是強(qiáng)信號(hào)大尺度的過(guò)程，它們有記憶力和持續(xù)性，但超出了可預(yù)報(bào)期限后，這些信號(hào)很難找到，目前的最大困難可能就在于對(duì)這樣的信號(hào)把握得較少，我們現(xiàn)在了解的不多，有一個(gè)主要原因是積累的樣本資料不足。不僅是用于分析研究的資料較少，用于預(yù)測(cè)檢驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積累的資料也不多。我們可以每天做天氣預(yù)報(bào)，但即使在氣候預(yù)測(cè)崗位上工作30年，也只能做30個(gè)夏季預(yù)報(bào)。

不過(guò)，理論研究的意義就在于'有些情況下即使沒(méi)有資料，通過(guò)科學(xué)的推理和演繹，也能夠知道實(shí)況如何，但要在一定的觀測(cè)基礎(chǔ)上來(lái)做。我們現(xiàn)在的困難就是觀測(cè)數(shù)量和質(zhì)量不夠，在此基礎(chǔ)上的分析研究也不夠。