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厄尔尼诺监测与预测

1998-02-10 来源:光明日报  我有话说

八十年代以前,气象学家们还无法可靠地对厄尔尼诺进行监测并及时提供预警报告。由于当时热带太平洋洋面海洋和大气的观测资料相当有限,即使厄尔尼诺现象发生了,科学家们还很难对此正确认识。如1982年10月,全世界许多科学家正在召开与厄尔尼诺有关的诊断会议之际,对当时正在发生的强厄尔尼诺现象并没有清楚地认识到。据专家估计,1982—1983年厄尔尼诺现象给全世界至少带来了130亿美元的经济损失。之后,厄尔尼诺的预测及其对全球气候的影响问题引起科学家的高度重视,国际上组织了为期10年的热带海洋—全球大气计划(TOGA),建立了由海洋浮标、船舶、潮夕观测站、卫星等组成的观测网,对热带太平洋海洋和大气状况进行密切监视,并共享收集到的资料,使我们对厄尔尼诺发生、发展过程的认识有了明显提高,美国、澳大利亚、日本和我国等都已建立了厄尔尼诺监测业务。

得益于国际合作的成果,1997年厄尔尼诺现象发生前几个月,国内外气象学家就注意到了热带大气风场的变化,并在1997年初的几个月监测到了暖海水从赤道西太平洋向东的明显的传输过程。中国气象局国家气候中心利用热带海洋和大气的监测结果,综合各类模式和预报结果,在1997年3月份就发布了厄尔尼诺监测公报,指出了1997年有可能发生厄尔尼诺现象。在1997年4月时明确指出了一次新的厄尔尼诺现象即将发生。美国国家海洋和大气局也在1997年4月发布了咨询报告,指出了一次大厄尔尼诺现象发生的可能性。厄尔尼诺事件发生后,美国、日本、中国等许多国家就对这次事件的发展、强度及其气候影响进行了监测和报道。事实证明,国内外对这一次厄尔尼诺现象的监测及预警工作是十分成功的。

在加强厄尔尼诺监测的同时,国际上还在努力攻克厄尔尼诺预报难关,科学家们希望在厄尔尼诺事件发生半年以前就对此进行预报。国外在二十世纪七十年代后期和八十年代初期就研制了一些厄尔尼诺预测模型,但鉴于对厄尔尼诺过程认识的不足,模式十分初略,其效果也很不理想。最近十多年来,厄尔尼诺研究引起了广泛的重视,科学家利用各种各样的方法对厄尔尼诺进行预测。目前厄尔尼诺的预测主要采取海洋—大气动力学模式、统计模式、统计和动力相结合的模式等方法。其中最大的进展是科学家们把对厄尔尼诺形成过程的研究结果进一步研制成数值模式,用来对海洋和大气过程进行描述,再利用计算机进行运算,这种模式可以帮助我们认识海洋和大气的相互作用过程,也可以用来重演过去的厄尔尼诺过程。如果这些模式能够真实刻画实际情况,我们就可以用来预测厄尔尼诺现象。复杂的海洋和大气耦合模式甚至还可以对厄尔尼诺带来的气候影响进行预测。

目前,国际上已经开始利用研制的各种厄尔尼诺模式定期发布试验性预报结果,一些模式也显示出一定的预报能力,但成功率还不很高,可以说,至今还没有一个公认的模式可以准确预报厄尔尼诺,因此,目前科学家们还不敢完全依靠某一个模式进行厄尔尼诺预报。从1997年厄尔尼诺预测实践来看,虽然有一些模式预报出了1997年厄尔尼诺的发生,但在发生时间和强度上都表现出了其不足之处。其中有一个美国科学家设计的、运转时间最长、被证明是最成功的厄尔尼诺预测模型,曾经成功地预报出了1986—1987年、1991—1992年厄尔尼诺的发生,在国际上享有很高的声誉。但令科学界吃惊的是,这个模式对1997年厄尔尼诺却报出了相反的情形。此外,即使1997年厄尔尼诺预报成功的模式也无法保证对今后所有的厄尔尼诺事件能进行正确预报。由此看来,对厄尔尼诺准确预报仍然任重道远。

厄尔尼诺是目前国际上一个非常重要的研究课题,在为期10年的热带海洋—全球大气计划完成之后,国际上又组织为期十五年的“气候变率和可预报性研究”(CLIVAR)计划,厄尔尼诺研究仍然是其中重要研究对象。我国气象和海洋学家也高度重视厄尔尼诺研究,在国家“九五”重中之重科技项目“我国短期气候预测系统的研究”中就专门设立了三个与厄尔尼诺监测、预测及其影响有关的课题。

厄尔尼诺现象通常持续半年以上,有些可以长达一年半,它对全球许多地区的气候、生态环境、社会经济等影响十分显著。因此,及时监测厄尔尼诺的发生和发展过程,对于正确认识厄尔尼诺形成的物理机理,对于开展厄尔尼诺预报,对厄尔尼诺的影响作出科学评估并及早采取相应防范措施等,具有十分重要的意义。

在人类对厄尔尼诺形成机制认识之后,厄尔尼诺的预报水平有可能大大提高。利用这个强信号进行气候预报,可以为国民经济各部门的规划和自然灾害的防御作出贡献。

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