大气科学的世纪进展与未来展望Ξ.PDFVIP

第 63 卷第 5 期 气 　象 　学 　报 Vol . 63 , No . 5 　　　 　 　 　 　　　　　　 　 　 　 　 　　　　　　　　 2 0 0 5 年 1 0 月 ACTA M ETEOROL O GICA SIN ICA October 　2005 大气科学的世纪进展与未来展望 张大林 (美国马里兰大学大气海洋科学系 ,20742) 摘 　　要 　　今天的大气科学已从 20 世纪初经验的阐述转变为既有理论基础又有客观定量化的一门数理学科 ,其发展步 伐在近 50 年来不断加快 。文章回顾了近百年来大气科学在探测 、数值天气预报和气候研究 3 方面所取得的主要 成就 ,并对大气科学在 2 1 世纪的潜在发展作一展望 。大气探测 、计算能力和信息输送方面的技术进步无疑是近代 和未来大气科学迅速发展的巨大动力 。这些技术进步促使数值模式分辨率在不断提高 ,越来越多的实测和卫星等 遥感资料在通过反演和同化进入模式初始条件和全球气象分析场 ,模式物理过程和参数化逐步趋向现实 ,从而使 全球和区域数值预报水平持续提高 。同时对大量观测资料的统计分析和许多气候子系统耦合模式的若干试验 ,大 大提高了对造成气候变化和影响的物理 、动力机制的认识 ;特别是对全球气温变暖 ,其中人类活动的影响 , 以及 EN SO 的发生 、发展和消亡的机制和过程的认识 。 近期数值天气预报则趋向于模式发展的统一 、预报时效的增加和对有足够成员且有代表性的集合预报的日益 重视 。气候研究将致力于减少各物理和化学过程参数化 、分辨率等因素在模式中的不确定性 ,逐步达到跨月 、季节 直至年代际气候变化的合理预测 。可以预言在不久的将来 ,地球空间系统各变量的观测和预报将逐步数字化 、自 动化 ,人们可提前 3～5 d 得知灾害性天气发生时间和地点的概率 ,人工影响天气等学科在 2 1 世纪将会有突破 。同 时 ,可以看到世界各国共同协作建立地球空间综合观测系统 ,发展能“包罗万象”的地球空间减灾的统一模式 。 然后综合利用大量观测和模式资料 ,及时掌握地球空间系统中的各尺度变化规律 , 以确保人类社会的持续发展 。 关键词 : 大气科学 ,大气探测 ,天气预报 ,气候预测 ,计算技术 。 旅游直至人民生命和财产 ,并使她成为 20 世纪后叶 1 　引　言 最受各国人民和政府关注的重要科学领域之一 。如 ( ) 大气科学 又称气象科学 是运用数学 、物理 、化 在西方发达国家 ,气象信息已成为排在政经 、社会和 学 、计算和信息技术等方面的知识 ,设计各种探测仪 体育之后让公众关心的第 4 大日常新闻 ,且大约1/ 7 ( ) 器来监测 、发展各种模式来预报 或模拟 大气和地 的国民经济与气象有关 。随着近代科学技术的飞跃 球表面状态 ,揭示大气运动 、天气演变和气候变化的 发展 ,特别是高速电子计算机 、卫星探测技术和互联 规律 , 以及研究大气动力 、物理 、化学和热力学过程 网的迅猛发展 ,大气科学在近 50 年来取得很多辉煌 的一门学科 。近年来由于土地沙漠化 、温室气体和 成果 ,并且其发展步伐在不断加快 。在庆祝《气象学 污染物过度排放 ,造成全球气候变暖、酸雨事件和灾 报》创刊