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繁荣气象科普创作
促进气象科技成果转化、推广和应用
现我会正在开展“关于开展气象科技成果转化
优秀科普文章”征集活动
快来展示您的科技成果吧~
活动要求.科普文章应遵循原创性、科学性、通俗性原则,能够体现出气象科技成果所包含的科学知识、创新点、应用价值等,具有一定的艺术表现力,不同于对气象科技成果的宣传报道。
2.所依托的成果完成时间在年月日至年6月30日期间。部分气象科技成果可在“气象科技管理信息系统”(网址: 箱:zp
cms.org科普征文范文
科普文章(一)
天气预报有多难作者:谢元富年俄乌战争爆发不到一个月的时候,一位朋友向我推送了一篇路透社的报道,大意是西方禁止为俄罗斯提供天气数据,以防止被用来支持对乌克兰的进攻。朋友问我,气象预报有那么难吗?俄罗斯难道非要依赖西方的数据,自己无法进行预报吗?天气预报直接关系到我们的生活和安全,然而人们可能没有意识到它对国防、社会和经济发展的重要性。当我们坐飞机遇到气流颠簸时,也许会想,难道我们无法避开这样的天气吗?事实上,在战争情境下,天气分析和预报的重要性远远超出了简单的气流颠簸的程度。在俄乌战争爆发不到一个月,欧洲中期预报中心(EC)就停止向俄罗斯提供其世界上最准确的天气预报数据。可见,精准的天气分析和预报对战争有多么重要。既然天气预报如此重要,我们做精准不就好了吗?这是个极具挑战性的问题。和俄罗斯一样,我国的天气预报与国际先进水平之间仍有很大差距,也就是说,我们自己尚无法做到精准预报,仍然需要依赖先进国家的分析和预报产品来为国家和公众提供服务。就像我们国家的计算机芯片一样,尽管市场需求很大,但我们仍无法生产最好的芯片,不得不从顶尖的国外公司购买。因此,在气象领域,数值天气预报被认为是气象预报的“芯片”。与计算机芯片类似,我们每年需要花费大量资金购买其他国家的产品,比如我们国家的华南数值天气预报系统,还是要购买EC的分析和预报产品,以确保在国内数值天气预报上发挥支撑作用,否则预报精准性会大打折扣。数值天气预报是根据当前的天气状况推算未来一小时、一天或十天的天气变化。这里存在两个难点,一是如何获取精准的天气状况,二是如何进行准确的推算。诸葛亮借东风就是依靠天气预报,依靠他脑中的那块“芯片”。如果我们不相信他拥有魔法,那么他肯定是根据天气状况,才敢要求周瑜为他造天台以借东风。这也说明了天气预报的重要性,如果是需要西风,周瑜直接就会把诸葛亮杀了。同样地,数值预报的关键也在于预报不常见的天气现象,这也是机器学习还难以替代数值天气预报的一个关键问题。那么如何获取天气状况呢?目前我们拥有很多观测手段,例如地面站、气象气球、雷达和卫星都能对天气状况进行观测。然而,这些观测结果并不能完整地反映天气状况,因为天气是非常复杂的,这些观测就像像盲人摸象一样,只能摸到某一方面或某些方面的信息。例如,地面上的温度计和测风仪只能告诉我们地面的温度和风速,而对于高空的温度和风速我们并不了解。为了更准确地获取天气状况,即“把大象摸出来”,我们采用的方法叫做资料同化(DataAssimilation)。通过资料同化获取了相对精确的天气状况后,接下来的问题就是我们是否能够进行准确的推算,这个推算方法被称为数值预报模式。经过我国气象科研人员多年的努力,我们自主研发了一个预报模式。尽管与国际先进的英国气象局的模式存在一定差距,但在结构设计和理论方法上差别并不大。我们国家目前在全球和区域的预报中都采用这个模式。例如,华南地区的天气预报模式就是采用这个自主研发的系统,其预报精准性在全国范围内处于领先地位,基本满足了气象服务的需求。然而,困扰我们的问题在于我们的“摸象”方法还未达到理想状态,尽管沿用了国际上较为成熟的方法,但仍无法达到使用EC产品进行预报的水平,我们仍然需要购买EC的同化产品。这个“摸象问题”一直困扰着气象领域的决策者和科研人员,尤其是广东省的领导和同事们。于是,中国气象科学研究院、广东省气象局和深圳市气象局于年2月联合成立了粤港澳大湾区气象监测预警预报中心(深圳气象创新研究院),简称预警中心。广东省局的领导明确提出,这个新型事业单位要解决中国气象的摸象问题。要解决这个难题,走比较“成熟”的技术路线很难达到使用EC产品驱动的预报效果。为此,预警中心在海内外招聘人才,集中力量研究摸象的理论依据和技术可行性。针对EC产品的特点,逐渐形成了自己的摸象理论,并采用先进的计算机软件技术,在三年内搭建了一套具备自主知识产权的数值预报系统,命名为“气象面向对象的算子工具库”(MeteorologicalObject-orientedToolsandOperatorRepository,MOTOR)。基于该软件库,我们开发了同化(摸象)系统MOTOR-DA。经过大量的试验后,MOTOR-DA获准在广东省气象局实时业务系统中运行,并且与采用EC产品驱动的预报进行对比,目前48小时以内实时预报结果的检验指标都优于采用EC驱动的预报。这使得华南地区的数值预报摆脱了对任何国外系统和产品的依赖,成为一套完全拥有自主知识产权的数值预报系统,并且达到甚至超过了EC驱动预报的水平。现在回顾朋友推送的关于EC终止向俄罗斯提供气象产品的报道,作为中国气象工作者的一员,我的心中增添了许多安慰。编辑:杨嫚婷依托的科技成果名称:气象面向对象的时空多尺度系统MOTOR-DA成果完成单位:粤港澳大湾区气象监测预警预报中心(深圳气象创新研究院)科普文章(二)
科学看待西北地区气候暖湿化现象作者:张强殷丽霞2杨金虎西北地区变暖变湿,是不争的事实,但仍很难改变西北地区“温凉干旱”的气候形态。我们应辩证看待气候暖湿化趋势利弊,做好两手准备,一方面抓住西北暖湿化带来的机遇,一方面应对防灾减灾挑战。
在全球气候变暖的大背景下,气候变化问题一向很受