简介:简要回顾了数值天气预报和气候预测可预报性研究的若干动力学方法,包括用于研究第一类可预报性问题的线性奇异向量(LSV)和条件非线性最优初始扰动(CNOP-I)方法,以及Lyapunov指数和非线性局部Lyapunov指数方法。前两种方法用于研究预报或预测的预报误差问题,可以用于估计天气预报和气候预测的最大预报误差,而且根据导致最大预报误差的初始误差结构的信息,这两种方法可以用于确定预报或预测的初值敏感区。应该指出的是,LSV是基于线性化模式,对于描述非线性大气和海洋的运动具有局限性。因而,对于非线性模式,应该选择使用CNOP-I估计最大预报误差。Lyapunov指数和非线性局部Lyapunov指数可以用于研究第一类可预报性问题中的预报时限问题,前者是基于线性模式,不能解释非线性对预报时限的影响,而非线性局部Lyapunov指数方法则考虑了非线性的影响,能够较好地估计实际天气和气候的预报时限。第二类可预报性问题的研究方法相对较少,本文仅介绍了由我国科学家提出的关于模式参数扰动的条件非线性最优参数扰动(CNOP—P)方法,该方法可以用于寻找到对预报有最大影响的参数扰动,并可以进一步确定哪些参数最应该利用观测资料进行校准。另一方面,通过对比CNOP—I和CNOP-P对预报误差的影响,可以判断导致预报不确定性的主要误差因子,进而指导人们着力改进模式或者初始场。
简介:本文简短地比较了100a来短期天气预报和短期气候预测的发展道路.指出短期天气预报在经历了天气图阶段、长波阶段和数值预报阶段三大步之后已经发展到了相当成熟的地步.而短期气候预测100a来在"气候是天气的综合"错误思想的指导下,虽然也经历了与短期天气预报相应的几个阶段:大型天气学阶段、超长波阶段和短期气候预测的数值模式阶段,但每个阶段都以失败(或即将失败)而告终.使得短期气候预测水平始终在原地踏步.30a前提出了"气候系统"的概念,这是气候学的一次真正的进步.但"气候系统"至今仍是一个抽象概念,不像"天气系统"指的是气旋(低压)、反气旋(高压)、锋面等具体的物质系统.一旦"气候系统"被人们公认为一些具体的物质系统之后,短期气候预测即可成为"气候系统变化的预测",此时短期气候预测通向成功的第一步--气候预测的"挪威学派"就诞生了.与天气图相应的,描述气候系统变化的一种四维图象也会应运而生.作者认为此图象很可能是"地气图",而具体的气候系统很可能就是地热涡、地冷涡和形变锋等.
简介:欧洲人不仅比美国人更喜欢谈论天气,而且也更擅长预测天气.三年前,在飓风桑迪登陆的一周前,欧洲中期天气预报中心预测飓风会径直朝沿海运动,但美国的全球预报系统却预测它会停留在海面.在这场对飓风桑迪的预测较量中全球预报系统失败了,为此美国国会批准了一笔数额高达340万美元的投资,用于升级全球预报系统.欧洲中期天气预报中心的强势之处在于它那了得的运算能力.该气象中心拥有一台CrayXC30型超级电脑,一秒内就能运算2万亿次,其运算能力是全球预报系统硬件升级前的十倍多.这台计算机能把地球大气层整齐地分割为面积为16平方公里的若干小块,且把每块做137层分层,而升级前的全球预报系统只能做27平方公里和137层的块层分割.