南信大昨发布新一代地球系统模式 预测百年气候变化
2014-04-29|
“厄尔尼诺”今年会不会发生?两周之后会不会有台风?未来10年甚至20年全球会不会出现重大天气气候灾害,地球环境又将有怎样的演变?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”也是首个由国内高校牵头独立自主研发的新一代地球系统模式。
通讯员 贾冰 扬子晚报记者 张琳
到底什么是地球系统模式?平日里我们熟知的天气预报主要是针对3-7天的天气状况,而未来一个月、一年,甚至十年、上百年的气温、降水等将呈现怎样的走势,将出现哪些气象灾害,则属于气候预测的范畴。国际著名气象专家、南京信息工程大学大气科学学院海外院长王斌教授向扬子晚报记者介绍说,由于大气与海洋、陆面、海冰、生态等多个圈层间持续不断的能量与物质交换,使得气候预测需要考虑的因素非常复杂。特别是随着人类活动越来越频繁,人类活动与气候变化的交互作用也日益加深,使气候预测成为全球气象学家共同面对的难题。可以这么说,对地球上各种物理、化学、生物过程考虑得越周全,气候和全球变化的预测才能越准确,这也是为何称之为“地球系统”模式的原因。
南京信息工程大学校长助理、大气科学学院院长闵锦忠教授打了一个比方,“就好比一个人头痛,但这只是个表象,病根可能不在头,必须将所有相关的环节都检查过了,才能找到真正的问题所在。”
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,该模式的开发一开始就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,相当于站在了“巨人的肩膀”上。
预测未来两周的天气变化,一年、十年的气象灾害,甚至地球未来百年的环境变化,越想精准,这套地球系统模式就必须考虑得越周全。“比如热岛效应之下,一个城市的气候就会和农村有很大的不同。人类的活动给环境带来巨大变化,如二氧化碳的排放量,改变土地的类型,这些影响会反馈给大气,使大气跟着改变。”王斌说,使用系统模式预测的时候需要将卫星拍摄的全球最新的各种数据也告诉给“系统模式”。
可想而知,各种数据量有多庞大!!如果要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对于气候的分辨率,如果以100公里的分辨率,那么算出全球的气候,运用目前南信大的计算机系统只需要几个小时,但是如果分辨率提高到5公里至10公里,那就需要一天甚至好几天了。“对使用的计算机也有要求,实际上,气象预报模式一直是推动计算机发展的最大原动力。目前我们用的大型计算机拥有3800多个核,这在全国高校中已经名列前茅了,可照样不够用。未来必须租用广州、天津等地超级计算中心的超级计算机,有50万个核以上。”
王斌教授说,南信大开发的地球系统模式1.0版本每年还将发布一次升级版本。最终使模式能够模拟和预测高影响性灾害天气事件,模拟气候变化、进行季节内-年际气候预测,模拟历史气候变化以及进行未来气候变化的预估,同时达到全球20-30km的较高分辨率。“对南京来说,这个分辨率意味着可以具体到某个区。”
地球系统模式虽然有较高可信度,但其预测结果仍存在不确定性。“预报时间越长、范围越小,可预报性就越低,毕竟自然规律本身有其不确定性。”王斌表示。