氣候預測

氣候預測是根據過去氣候的演變規律，推斷未來某一時期內氣候發展的可能趨勢。為了減少由初始場誤差和模式不完善而造成的預報誤差，目前氣候預測是採用多初值和多模式的集合預報方法，因而從本質上看，氣候預測是一種機率預報。氣候預測可以分為兩類，一類採用統計方法，另一類為動力學數值預報。

基本介紹

• 中文名：氣候預測
• 外文名： climate prediction

氣候預測定義

氣候預測就是根據過去氣候的演變規律，推斷未來某一時期內氣候發展的可能趨勢。由於氣候有各種時間尺度的變化，從預測幾十年以內的短期氣候變化到預測萬年以上冰期和間冰期的氣候變遷，都屬於氣候預測的範疇。冰期的來臨不僅使整個氣候系統發生變化,甚至影響到整個地理環境的改變,而短期氣候變化則是在不改變地理環境情況下發生的。前者屬於地質學時間尺度的氣候預測，後者屬於氣候學時間尺度的氣候預測。和人類活動最密切的是一年以上到幾十年以內的氣候預測。

氣候預測因子

氣候預測需要考慮的因素包括太陽輻射、下墊面、大氣環流和人類活動四個方面。它們之間有著極為複雜的關係。對長時間尺度的氣候變遷，還要考慮地殼的運動及太陽系在宇宙中所處位置的變化等。氣候預測是一個複雜的綜合性科學問題，涉及到天文、地理、海洋、地球化學、生態學等學科，現在還處在發展的初期。

氣候預測類型

氣候預測可以分為兩類，一類採用統計方法，另一類為動力學數值預報。

大約100年前，有的國家已經開始用相關回歸方法作長期預報。目前世界範圍正式作月、季氣候預報的大約有30多個國家。其中工作較多的除中國以外，有美國、日本、前蘇聯等國。但是，經驗預報一般水平不高，用比較粗略的分級檢查，大約預報準確率只有55%～60%。如果嚴格地逐月進行檢查，甚至於還達不到這個水平。其中氣溫預測水平稍高，降水量預測準確率有時還不到55%。

另一條途徑為動力學數值預報。歐洲中期數值預報中心(EcMwF)按時發布10 d逐日預報。如果以預報場與實況之間相關係數達到0.6作為可以接受的標準，預報時效已超過1周。但是，逐日預報是不可能無限制地作下去的。逐日預報有一個不可逾越的鴻溝——可預報性(predictability)。理論分析及數值實驗均證明，逐日預報可預報性大約是2～3周，這就是說要做2～3周以上的逐日預報是不可能的。

氣候預測與天氣預報區別

1.後者是具體天氣狀況的預報，而前者則是某時段內氣候要素和天氣狀況平均統計量的預測。

2.天氣預報一般僅限於對大氣圈和水圈物理過程的分析，而氣候預測必須考慮包括大氣、海洋、大陸、冰雪、生物圈等在內的氣候系統內能量和物質交換以及天文因子的影響。

3.後者主要依賴於初值，而前者既依賴於初始條件，也依賴於邊界條件或者完全依賴於邊界條件。依賴於以上兩種條件的可預報性被洛侖茨稱為第一類可預報性。對於長期(幾十年或幾百年)的氣候變化預測，如由人類活動造成的溫室氣體增加引起的全球氣候變化，將不依賴於大氣的初始條件，這是由於模式在長期積分之後，將完全喪失對初始條件的記憶。這種完全依賴於詳細邊界條件變化的氣候預測被洛侖茨稱為第二類可預報性，其可預報性決定於外界強迫變化的時問尺度。由於氣候系統的慣性，即使施加於邊界的外強迫消失之後很久，氣候系統還將繼續變化相當長的時間，甚至長達十年以上，海平面上升的回響就是一個例子。由於第一類可預報性的時間一般不超過3周，因此，月時間尺度以上的短期氣候預測，基本上也是在第二類可預報性意義下進行的。

4.時間較長的氣候預測，還要考慮到人類活動對氣候變化的影響。最早的氣候預測是根據過去某一段時間氣候平均值的外推。但目前在編制時效為數年的氣候預測時，大都沿用長期天氣預報中的某些方法。例如，用時間序列的分析技術，分析氣候要素的歷史變化，尋找序列本身的演變規律，建立氣候預測方程，或者尋找氣候要素同一種或數種環境因子之間的統計聯繫，然後根據相關因子的變化來預測未來的氣候。現在，有的國家已用數值模擬方法推斷未來氣候。

氣候預測發展和改進的途徑

為了減少由初始場誤差和模式不完善而造成的預報誤差，目前氣候預測是採用多初值和多模式的集合預報方法，因而氣候預測實際上是一種機率預報。

由於目前各國氣候預報中心使用的模式並不完全相同，而是各具特點，因而也可以採用數學方法對各種模式的預報結果進行集合，這叫做超級集合方法。但有一個前提，就是參加模式超級集合的各氣候模式一般要有較好的預報性能。通過集合，一方面可使模式的隨機誤差或噪音相互抵消以及系統偏差減小；另一方面可突顯出由耦合強迫與外強迫在模式中產生的有用氣候信號，以提高集合預報的信噪比。

為了給公眾和用戶一個確定性的預報結果，目前是對各個預報成員簡單地用算術平均得到預報結果，也可根據各成員過去的預報能力和表現，採用不同的權重進行加權平均得到的預報結果。這在某種程度上是解決作為混沌現象的氣候變化的一個很好的途徑。

中國氣候預測最新動態

2012年9月24日上午，中國氣象局局長鄭國光到國家氣候中心聽取氣候趨勢預測會商意見，並對未來氣候趨勢關注重點進行了指導。

鄭國光與國家氣候中心專家討論了當前厄爾尼諾事件發展和北極海冰減少可能對我國氣候造成的影響，重點關注了未來一段時間西南地區等地林區火險情況和以及可能致災的氣候事件。鄭國光還就如何進一步將預測的不確定性體現在氣候服務中提出了指導意見。

國家氣候中心專家分析了近期氣候特徵及氣候異常的成因，並介紹了10月全國氣候趨勢展望。