关注高温、台风等气候变化，科学家正研究“无缝隙预报系统”

　　今年夏天，中国许多地方经受了长时间的高温热浪，而北半球的欧洲同样受到高温影响，英国气象局7月18日发布了历史上第一个异常高温红色警告，部分地区气温首次突破40℃。极端天气频发，气候变化关乎着人类未来命运。

　　中国科学院院士、复旦大学大气与海洋科学系特聘教授穆穆。 复旦管院供图11月19日，中国科学院院士、复旦大学大气与海洋科学系特聘教授穆穆在云端做客2022复旦大学管理学院科创周系列活动“科创先锋论坛·科学之问”，发表以“大气与未来地球的宜居性”为主题的演讲。马克·吐温曾说：“每个人都谈论天气，但是很少有人为它做点什么。”但在穆穆看来，“现在，人类影响了天气，影响了气候。未来，我们人类能为天气气候做出自己的贡献。”

　　以1995年诺贝尔化学奖表彰的三个大气化学奖为例，其主要贡献是发现南极臭氧层空洞的形成和氟利昂的排放有极大的关系，最终促进了《蒙特利尔议定书》的签订，约99%淘汰了消耗臭氧层的物质，对人类社会的发展意义深远。

　　大气科学研究的意义不言而喻。穆穆介绍，其主要构成包括观测与相关的观测设计、认识与理解大气、数值模拟与预测三部分。一方面可以对高影响的海气环境事件做出有价值的预报，如台风、雾霾、风暴潮等；另一方面要应对气候变化，帮助政府制定政策，如当前倡导的碳中和、碳达峰等。

　　虽然大气科学领域硕果累累，但随着全球变暖，近年来全球各地极端天气、气候事件多发，人类的预报频频失误。穆穆指出，误差的背后有三个原因：一是受仪器等影响，观测存在误差；二是人类对自然界的认识还不充分、不全面，模式存在误差；三是气候本身是一个相当复杂的非线性系统，难以在预报模式里准确描述。

　　在地球科学世界难题中，气候问题也有四问：人类是否可以阻止全球气候变化？过量的二氧化碳可以存到什么地方？人类能否很好地做出预报？关于未来气候变化，假如地球上的冰川融化了，海平面能升到多高，对于上海这样的滨海城市有多大的影响？

　　现在，大气科学界正在重点研究无缝隙预报系统。“我们希望能够把像龙卷风这种时间尺度只有几分钟、十几分钟，到台风时间尺度为几天，再到气候半年、一年以及到年代性的变化、气候预测都能够无缝隙地进行预报。”穆穆说，“当然，这是一个非常有挑战性的、需要慢慢努力的课题。”

　　在这一方面，穆穆所领导的课题组主要在做两件事：提出条件非线性最优扰动（CNOP）方法来研究天气气候事件，指导目标观测与集合预报，这在2020-2022年的几次台风预报中已经取得了较理想的效果；同时关注北极，希望为北极观测提供科学指导，将其作为提高长时间天气预报准确性的关键途径之一。

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