|
中国科学院大气物理所李崇银先生的报告
(节选）
今天我给大家讲一下天气、气候变化及预测的几个问题，这题目很大。
第一个问题是全球变暖问题。
变暖跟所谓温室效应有关。温室效应就是有温室气体覆盖住地球。气体中某些增温气体含量增加了，效应加剧了。温室气体中主要是CO2,还有甲烷，氧化二氮，这些温室气体仿佛给我们盖了个暖棚。地球接收太阳的辐射线之外，这些温室气体也吸收太阳能，然后转成长波热辐射，进一步加热了整个大气，大气变热，气候变暖，形成了所谓的温室效应。
大气中的含量CO2增加得非常快，为什么最近100年来会增加得如此之快，这些CO2是哪儿来的呢？矿物质的燃烧，包括石油和煤的燃烧。工业化后，CO2增加得就比较快，甲烷浓度增加得比较快。根据国内历经观察表明稻田虽然也产生甲烷，但不特别厉害，而草原和其他地方才是甲烷的主来源，数是比稻田多。CO2和甲烷是温室气体的二个主要部分。
CO2增加之后的影响，大气中温度会变化多少，通过很多的计算，可以算出它的温室效应结果。比较CO2，甲烷变化曲线，再跟温度变化曲线相对照，可以看出它们之间有明显的关系。
CO2变化与气候的关系还可以通过数值模式的方法给出。把大气运动考虑成流体运动，列出一组流体力学运动方程组，用模式来求解出这个方程组。计算出相关的气候状况、环流、温度、降水等等。按照科学院大气物理自有模式，计算结果表明CO2加倍后，温度要增加1.60C。国外其他国家用别的几十个数学模型进行计算当CO2增加一倍时，全球温度大概增加1.50C到40C。CO2的增加，对我国来说，主要是华北和东北地区气温增加比较明显。
第二大问题--关于气候危害问题。
我国旱涝危害面积的变化趋势看出，灾害的面积有越来越大的趋势，全球增温度暖以后有一个明显的特点是降雨增加，某些局部区域灾害发生频繁。我国受灾面积很大，经济损失巨大，平均每年由气象造成的危害占到整个自然危害的60%到70%（气象危害是洪涝、干旱、台风、冷冻、雪灾。其它自然危害包括地震、泥石流等。）在气象灾害中旱灾是最主要的、最严重的。1999年2000年旱灾对我国影响非常厉害，黄河八十年代以来断流天数是逐渐增加的，到97年达到200多天。98年长江流域发生特大洪水，东北地区也遭受洪灾，其降水是比平常年份多一倍，造成很大的洪涝灾害。99年长江流域还是涝，而华北、东北一大片干旱。2000年华北、东北干旱，长江流域偏旱了，而淮河流域就降雨多一些。
洪涝发生在夏季，跟我国的季风有很大关系，我国处于季风带上。冬季北方冷空气南下，季风由东南沿海吹来的潮湿空气造成降水洪涝，干旱和洪涝是我国两个主要的气候危害，其它的气候还有冷冻和雪灾，雪灾多发生在冬天、春天也有，雪灾发生在我国的青海，西藏的东部，四川的西部，还有天山地区和内蒙。
第三个问题--沙尘暴问题。
沙尘暴是一种自然现象，它的产生主要有二个条件，一个是下界面的状况，另一个要有风的条件。下界面没有沙，都象长江流域以南那样水汪汪，风再吹也吹不起沙来。下界面土壤植被状况不好，土地干燥，含水极低，沙化厉害。风一吹就起风沙，还有引起扬沙的大气环流。沙尘暴主要发生在三至五月份，春天，土地一解冻，再一干，没有底熵，地上的作物，植被还没有长起来，在这个时候风尘暴就容易形成。再从大气环流来说春天也相对活跃一些，在春天黄河河套以东到内蒙往往出现气旋，由反时针的气旋造成上升运动，把地面上的沙卷起来，卷到上空遇到西风，就从宁夏、甘肃吹到华北地区远及日本等地。人类不规范的滥垦过度耕作放牧也有关，它加剧了沙尘暴的产生和漫延，2002年3月20日我们从人大会堂一出来沙尘暴铺天盖地，2米开外就看不见，这一天沙尘暴给北京大概下了三万吨的沙，平均每人三公斤的沙，每立方米空气中的含沙量大概是11.1万毫克。
沙尘暴是一种自然现象，人们无法消灭，只能减弱其影响，沙尘暴总的趋势现在要比五十年代好一些，也许是三北防护林起到点作用。
第四个问题--与气候有关的一些气象系统（季风、台风、寒潮和ENSO）
季风，所谓季风就是一年四季风向相反改变。如我国冬天基本上北风，东北风，夏天是南风西南风。
台风，像个漏斗，有个低气压的台风眼。眼中是晴空，但四周是强的对流云、大风带降雨区，所以台风经过的地方，风很大很强，威力大。风向改变，房屋大树受损，沿海地区还会由台风引起强海潮，破坏盐场和工厂。一个台风的威力相当于几十颗广岛原子弹的威力。
寒潮，是高空5毫巴有个槽，地面上就有个峰面，冷峰一过，就有很强的西北风劲吹，这就是寒潮的过程，寒潮主要发生在冬天，发生在春天就形成了倒春寒，严惩影响到春天的播种和农作活动。若在秋天，早来了寒潮就会霜冻，对北方影响大，但有时也会波及广东，香蕉都会冻坏。
ENSO，是厄尔尼诺和南方涛动含在一起的称呼，厄尔尼诺是在尼诺三区（赤道东太平洋地区）其海面的水温比多年平均的海温高0.5度，而且高出的持续时间长达五个月以上，这样就发生了厄尔尼诺。1997、1998年是二十世纪最强的一次厄尔尼诺，异常温度最高达40度。南方涛动是东太平洋海面上的气压跟印度洋澳大利亚海面上的气压有个翘翘板式的现象，东面气压偏低西面气压就会偏高，反之东面偏高区西面就偏低，这种南方涛动翘翘板式的气压变化现象与海温变化有比较好的相关性，这种气压偏低就发生厄尔尼诺。当南方涛动指数正时就发生拉里娜现象。厄尔尼诺加强时，降水主要在淮河流域，减弱时降水在长江流域以南地区。
第五个问题--气候预报（更准确叫预测）和天气预报准确度问题
气象预报有三种方法：经验预报、统计预报、数值预报。
经验预报，凭着以往天气的得到的经验，结合气象上的天气图作出预报。
统计预报：在经验预报的基础上采用数学上的统计方法，对历史数据和现实观察到的观察资料数据，进行统计分析数学回归，找出相关性和相似性再作出预报。
数值预报：用流体力学方程组，加上质量守恒方程，热力学方程把大气的运动用数学描写出来，通过计算机数值计算给出的预报，就是数值预报。数值预报的计算量很大，要有大的计算机，所以每个国家的最大计算机都在气象部门。
关于气候预报和天气预报的准确度问题
天气预报要具体报出一二天的温度、风力和降水等，有个准确率的要求。气象观察站大量的观察记录资料，使得气象预报比地震预报，海洋预报要好得多。另一方面，这些大量的观察资料中提炼出与预报相关的规律，再在计算机数学模型中计算。原始观察数据、物理规律的描述和科学的计算方法这三者决定了数学模型预报的准确度。
天气预报是根据5公里上空天气流场的形势来作出的，以5毫巴的形势为背景做预报，但至今人们对此还没有完全认识清楚，24小时的天气预报准确率统计为70%-80%。我国预报4天、5天的准确率为60%，若要预报暴雨、冰雹，龙卷风等比较难暴雨的预报只能达到20%-30%，因为这是一年中的小概率事件。地震预报大概也是20%。天气预报国内外水平差不多。
页首
|
