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地球系统模式“算”出地球未来

2014-04-28来源:金陵晚报作者:贾冰 王君作者(文):作者(图): 发布:林雯 责编:林雯访问量:100

  昨天,南京信息工程大学正式发布了该校自主研发的地球系统模式1.0版本,这套模拟地球未来的“系统模式”是由南信大自主开发的新一代地球系统模式,首先耦合了世界上先进的大气、海洋、海冰和陆面模式,然后通过不断地加入中国科学家的最新研究成果,使它“中国化”。

  模拟出可信度高的地球未来

  国际著名气象学家、该校大气科学学院海外院长王斌教授说,气候模式是对气候系统的数学表达,编写很多方程组成的极其复杂的程序,再通过最快的超级计算机进行运算,算出未来地球的演变,包括气候的改变以及环境的演化、生态波动等等。记者了解到,从2012年开始,王斌教授领衔,组织了40余人的团队,着手发展一个全新的地球系统模式——南信大地球系统模式,该模式的开发是基于世界上最先进的大气模式、海洋模式、陆面模式、海冰模式等进行耦合的,站在了巨人的肩膀上。

  他解释说,比如天气预报使用的大气模式本身是可以单独运行的,但此时并未考虑大气层与海洋、陆地及陆上的高原、山地、平原、森林、草原、城市等不同下垫面之间水汽和热量的实际交换过程,而是假设交换是平均的、固定的,而耦合的过程就是要打破这种假设,对各种要素都根据实际情况进行“分秒”累积,希望能够模拟出一个相对可信度高的地球未来。

  算出未来两周至六周天气

  王斌教授说,目前南信大的地球系统模式,我们可以算出未来两周至六周的天气变化,以及一个季度、一年甚至是10年以上更长时间的气候变化趋势(长时间尺度的气候趋势是预报大洋的慢变化过程的关键)。

  如此大的数据处理量,南信大地球系统模式算出未来两周至六周的天气,到底需要多长时间?王斌解释说,那得看计算机的速度以及气候系统模式的分辨率,如果以100公里的分辨率,那么算出全球的气候,目前运用的计算机只需要几个小时,但是如果分辨率提高到5公里至10公里,那么处理的数据量就会呈10倍量级增长,那么需要的时间就是好几天。

  超长期预报仍有不确定性

  大多数人对于地球系统模式的期待是——把目前的地球状态输入计算机,再输入一长串的指令,就可以随时查阅未来任意一天的天气情况。

  对此,王斌教授解释说,地球系统模式是能定量客观展现未来气候变化趋势的手段,尤其是对大尺度气候异常和变化的预测可信度较高。南信大的地球系统模式已经完成了500年的控制试验,能够较好地“重现”或“复制”过去气候的特征。包括厄尔尼诺、拉尼娜、季风的特点,模式都能够重现出来。

  但是要想达到人们的期望,还是不可能的,人们对于地球系统的运作规律还没有完全弄明白,因此对于超长期的气候预报,我们不但应预报其趋势,还应预报相应的不确定性。

  jlwb.njnews.cn/html/2014-04/28/node_393.htm

 

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