整理 闞靜宜

短期氣候預(yù)測，例如一個季度和一年的氣候預(yù)測，與人類活動息息相關(guān)。氣象災(zāi)害是對我國影響最大的自然災(zāi)害，我國每年都受到不同程度的干旱、洪澇、臺風(fēng)、暴雨、冰雹等災(zāi)害的影響。研究表明，1994—2013年我國氣象災(zāi)害造成的死亡人口和直接經(jīng)濟損失占所有自然災(zāi)害的比例分別為55%和87%。短期氣候趨勢預(yù)測主要針對跨季度的溫度、降水及氣象災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，對防災(zāi)減災(zāi)有著重要的意義。

雖然中國氣象局關(guān)注了蕭敬騰，但是氣象預(yù)測還是不能指著雨神的行程表，那科學(xué)家們是如何進(jìn)行氣象預(yù)測的呢？

目前，國際上短期氣候預(yù)測的通用做法有2種：（1）發(fā)展大型數(shù)值模式，如歐洲、日本、美國和韓國；（2）建立統(tǒng)計模型進(jìn)行直接預(yù)測或?qū)?shù)值模式結(jié)果進(jìn)行動力降尺度。但是由于中國地處東亞季風(fēng)區(qū)，影響我國氣候的因子眾多，數(shù)值模式對東亞氣候異常的預(yù)測準(zhǔn)確率仍然滿足不了實際需求。對于統(tǒng)計模型而言，它又依賴于預(yù)報因子與預(yù)報量關(guān)系的穩(wěn)定性。僅使用數(shù)值模式或統(tǒng)計模型進(jìn)行東亞地區(qū)的短期氣候預(yù)測都不能取得較準(zhǔn)確的預(yù)測信息。

因此，我國發(fā)展了一套動力模式和統(tǒng)計模型相結(jié)合的預(yù)測系統(tǒng)。中科院大氣物理所的短期氣候預(yù)測系統(tǒng)包括：ENSO（El Ni?o（厄爾尼諾）/Southern Oscillation（南方濤動））預(yù)測系統(tǒng)，以及大氣環(huán)流模式、海-氣耦合模式、統(tǒng)計模型和動力-統(tǒng)計模型。

海溫

ENSO事件是指赤道中東太平洋海表溫度異常增暖或變冷。由于海洋巨大的熱容量，ENSO事件會對大氣環(huán)流和全球氣候產(chǎn)生巨大影響。它不僅能導(dǎo)致熱帶地區(qū)正常的對流及降水分布被打亂，同時熱帶的異常信號通過大氣內(nèi)部動力學(xué)過程傳播，影響中高緯度大氣環(huán)流。因此，是全球氣候年際變化的最主要外強迫，也是跨季度預(yù)測首要關(guān)注的信號。

海溫與厄爾尼諾事件關(guān)系密切，因此，研究人員為了研究，將熱帶及北太平洋區(qū)域海表溫度異常變化關(guān)鍵區(qū)劃分為4個Ni?o分區(qū)，其中包括Ni?o1 2 區(qū) (90°W~80°W，10°S~0°)，Ni?o3區(qū)(120°W~90°W，5°S~5°N)，Ni?o3.4區(qū)(160°W~120°W，5°S~5°N)和 Ni?o4區(qū)(160°W~160°E，5°S~5°N)。

根據(jù)美國氣候預(yù)報中心的監(jiān)測，目前Ni?o3區(qū)海溫已在2017年1月中旬左右從冷海溫距平轉(zhuǎn)為暖海溫距平，位于其西面的Ni?o3.4區(qū)和Ni?o4區(qū)海溫仍維持在冷海溫距平。中科院大氣物理所利用ENSO預(yù)測系統(tǒng)向數(shù)值模式和部分統(tǒng)計模型對Ni?o3.4區(qū)海溫進(jìn)行預(yù)測，2017年春季至夏初，此區(qū)海溫將維持在正常位相（即海溫距平在±0.5℃之間）。

中科院大氣物理所ENSO大樣本集合預(yù)報系統(tǒng)對Ni?o3.4區(qū)海溫異常的預(yù)測。

紅線表示預(yù)測樣本，黑線表示集合預(yù)測結(jié)果，藍(lán)線表示實測。

大氣環(huán)流

海溫能夠?qū)Υ髿猸h(huán)流造成巨大影響，根據(jù)大氣所ENSO預(yù)測系統(tǒng)提供的海溫演變，結(jié)合不同的大氣環(huán)流模式預(yù)測我國北方地區(qū)風(fēng)場。結(jié)果顯示，這樣的風(fēng)場有利于我國北方地區(qū)降水偏多。

2017年夏季850 hPa風(fēng)場異常的預(yù)測

西太平洋副熱帶高壓是影響我國夏季降水的最重要的環(huán)流系統(tǒng)之一，其強度和位置會隨著季節(jié)變化，是影響大陸水汽的重要系統(tǒng)，主要影響西南氣流和東南季風(fēng)帶來的水汽。同時，西太平洋副高的北側(cè)是北上的暖濕空氣與南下的冷空氣相交的地帶，往往形成大范圍的陰雨天氣，所以我國東部的降水多發(fā)生在它的西北側(cè)。西太平洋副高的移動也就造成了我國降水帶的南北移動。例如6月時長江中下游進(jìn)入梅雨季節(jié)，7月其北移黃河下游進(jìn)入雨季、長江流域進(jìn)入盛夏，隨后8月到達(dá)最北端我國華北北部、東北地區(qū)進(jìn)入雨季。而受它控制的地區(qū)，有強烈的下沉逆溫，使低層水汽難以成云致雨，通常出現(xiàn)高溫晴熱天氣。

根據(jù)大氣所大氣環(huán)流模式IAP-AGCM（9L）和IAP-AGCM 4.1、海-氣耦合模式NZC-PCCSM4預(yù)測結(jié)果，2017年夏季西太平洋副熱帶高壓將偏強、偏西，其北界向北擴展，有利于雨帶偏北。

2017年夏季西太平洋副熱帶高壓的預(yù)測

我國地處東亞季風(fēng)區(qū)，夏季雨帶也受其影響，隨著季風(fēng)的向北推進(jìn)，形成華南前汛期（5月中旬—6月上旬）、長江梅雨期（6月中旬—7月中旬）和華北雨季（7月下旬—8月）。La Ni?a（拉尼娜）事件也被成為反厄爾尼諾，主要發(fā)生在厄爾尼諾次年，表現(xiàn)為赤道附近東太平洋水溫反常下降。目前屬于拉尼娜事件衰減期夏季，研究顯示華南前汛期和梅雨期降水主要集中在華南地區(qū)。

La Ni?a衰減期對應(yīng)的5月21日—6月10日（華南前汛期，圖a）和6月11日—7月10日（梅雨期，圖b）我國東部降水異常

積雪

積雪是影響我國夏季氣候的另一個重要因子。海陸熱力差異是產(chǎn)生東亞季風(fēng)的直接成因。夏季，大陸偏暖，形成低壓，海洋相對偏冷，我國盛行偏南風(fēng)。冬季，海陸熱力對比相反，我國盛行偏北風(fēng)。當(dāng)冬季大陸積雪偏多時，春季至夏季融雪慢，大陸升溫慢，海陸熱力對比降低，夏季風(fēng)易于偏弱。