科學(xué)前沿觀天下 篤學(xué)明理洞寰宇
當(dāng)今社會(huì)，我們的衣食住行愈發(fā)地離不開天氣預(yù)報(bào)，但尷尬的是，很多時(shí)候天氣預(yù)報(bào)并不十分準(zhǔn)確，這也對(duì)我們的生活造成非常大的困擾。目前較復(fù)雜的模型可以做出未來(lái)10天左右的天氣預(yù)測(cè)，但是真正準(zhǔn)確的往往只有3天左右，超過(guò)3天的預(yù)測(cè)很少有人能夠接受并作為參考。
不過(guò)現(xiàn)在，新研發(fā)的計(jì)算技術(shù)有望進(jìn)一步提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。在對(duì)實(shí)時(shí)的天氣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)中，美國(guó)科學(xué)家通過(guò)減少實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中的變量實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)天氣預(yù)報(bào)。據(jù)報(bào)道，目前研究人員已經(jīng)能夠利用超級(jí)計(jì)算機(jī)做出長(zhǎng)達(dá)兩周天氣的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，這對(duì)我們的日?；顒?dòng)來(lái)說(shuō)意義重大。
“將當(dāng)前初始條件的不確定性降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，便能將日常天氣的確定性預(yù)測(cè)提前期延長(zhǎng)五天?！痹撗芯康膱F(tuán)隊(duì)解釋稱，“實(shí)現(xiàn)這一超長(zhǎng)的天氣可預(yù)測(cè)性，可以帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但仍需要整個(gè)社會(huì)的協(xié)調(diào)努力，才能設(shè)計(jì)出更好的數(shù)值天氣模型改進(jìn)觀測(cè)，通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)同化和計(jì)算技術(shù)，才能更好地利用觀測(cè)資料?！?/p>
每一天的天氣預(yù)報(bào)都是基于當(dāng)前天氣進(jìn)一步推向未來(lái)的，由于涉及的變量極多，預(yù)測(cè)天氣走向的難度也隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增大。預(yù)測(cè)的初始數(shù)據(jù)是從氣象衛(wèi)星、氣球和氣象站得到的數(shù)據(jù)編制而成的。但這些數(shù)據(jù)并不能直接通過(guò)計(jì)算公式套出對(duì)未來(lái)天氣的預(yù)測(cè)，因此預(yù)測(cè)模型傾向于根據(jù)初始條件的不同變化運(yùn)行多個(gè)場(chǎng)景，然后從所有結(jié)果中得出準(zhǔn)確度較高的結(jié)果。
而進(jìn)行該研究的科學(xué)家改變了這種做法，并假設(shè)初始數(shù)據(jù)條件接近完美，再匹配以中緯度天氣模型（影響世界大多數(shù)人口的天氣系統(tǒng)），能夠?qū)⒂?jì)算量減少至原來(lái)的十分之一。通過(guò)對(duì)2016年歷史天氣事件的測(cè)試，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)該預(yù)測(cè)技術(shù)在兩周之內(nèi)均可保持較高的準(zhǔn)確度。
雖然某些網(wǎng)站可能會(huì)給你提供超過(guò)兩周的天氣預(yù)報(bào)，但氣象學(xué)家認(rèn)為，這些天氣預(yù)報(bào)太過(guò)投機(jī)，不具最基本的真實(shí)性。
當(dāng)前氣象學(xué)家往往以10天作為天氣預(yù)報(bào)的極限跨度，顯然新的方案打破了這一限制。美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)（Pennsylvania State University）的首席研究員Fuqing Zhang在學(xué)術(shù)期刊Science上表示，“就目前來(lái)看，兩周的天氣預(yù)報(bào)是十分精確的?！?/p>
作者/朱張航宇
參考文獻(xiàn)：Open Access What is the Predictability Limit of Midlatitude Weather? Journal of the Atmospheric Sciences, 15 January 2019
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