气候系统预测基础科学中心（气候研究站）

本文目录一览：

• 1、短时间气候预测的定义
• 2、现代气象预测是建立在哪些理论基础之上的？
• 3、泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心成立有何意义？
• 4、地球的气候系统是由什么组成的
• 5、气候系统的内容
• 6、国家气候中心的主要职能

短时间气候预测的定义

短期气候预测主要是解决几星期到一年左右时间范围的天气预报,就是短期之内的气候预报。

现代气象预测是建立在哪些理论基础之上的？

试图预测天气的人们，其工作费力不讨好。很少有科学预测不受到嘲笑，因为天气预报一出现差错，其难堪可想而知。然而，尽管许多人抱怨所出的差错，人们还是看新闻，了解早上出门时该不该带伞。

现代气象预测是建立在16世纪末至18世纪的科学家们所创建的理论基础之上的。像艾萨克·牛顿和罗伯特·玻意耳这样的观测者们得出空气热胀冷缩基本理论，以及物质和能量守恒，还有大气运动时产生的力的有关理论。其他观测者们注重观察日复一日的天气这一现实。19世纪兴起的观测网，电报汇报速度使气象观测者们穿越中纬地区，向东前行，查出高压区和低压区。

19世纪，气象预报人员们试图用所谓持续性方法预测天气，他们认为，风暴运动的速度及方向通常是持续的。许多怀疑论者认为不可信赖预测天气，但天气预测越来越得人心，不久国家气象服务部门也成立了。到1900年，美国和欧洲各报上都刊登地图和天气预报。

第一次世界大战以后，观测天气的革命方法从挪威兴起，这是伴随着对锋面系统概念的形成的了解，及对低压系统的生命史的了解而产生的。这些想法为更复杂的天气预报指明一条道路，从而超越了气候学和固守论。

1922年，英国数学家理查逊幻想，成千上万的人们用数学加、减法来解运动方程式，并用数学方法预测天气。他们的想法得到普林斯顿大学的认同。1950年，该大学首次研制出计算机天气预报，以现有的标准来看，当时实在太粗略了，但他们为后续工作奠定了基础。现在，全球更完善的计算机把大气层物质用数学模式加以控制，为地方气象服务人员提供指导。这种计算机每日两次从全球范围内获取观测结果，所获数据通过计算机模型转化成有用的形式。这些模型模拟大气，但各国不尽相同。他们用三维框标出某地区、某个大陆、某个半球甚至整个地球，来跟踪那里的风、湿度、气压和温度。许多主要的预测中心用一至两个短期模型，其中一个持续48小时，另一个较长时期模型可持续10天。计算机提供的半成品还远不能大众化，它的主要价值是表明特定天气特色的特点，指出当地天气形势，如锋面、高压中心、低压中心、高空槽和脊以及急流中心。计算机输出的资料在获得全球观测结果后几个小时就要送达地方预报单位一采取世界时0000点和12帕。

这里有一幅人类观测者的智慧所要破解的图片，他们必须用许多方法释译计算机输出的资料；各种模型是否一致？没有完美无瑕的模型，每个模型在各自描绘陆地形状、描述大气物理状况时都有各自的特点。这些特点可将天气特色显示出来。例如：低压中心可以过度发展。弱冷锋不知不觉进入到一个模型最低垂直的层面下，有时失踪的数据在某一特定日子里会破坏模型的演示，预测者们必须认出这些斜线，并对它们加以修正。

地方性天气预报，经常从统计模型开始。还要和大模型相连，因为大模型能指明某一特定城市的温度和降水量。实际上，经过长时间的拖拽，这些统计工具运行良好，它们所提供的预报比人工预报精确。但当统计数字有误，预报准确度就会大大降低。这种情况在天气变化异常时经常发生。尤为需要准确预测时，预测者们要高度警惕科学家们常说的“气象癌”——一种不加以人工判断，利用统计输出的资料使错误滋延的一种趋势。

经过数小时商榷，预测者们得出一系列推测，在未来几天内或达一周之久，这些推测通常包括所预料到的高温或低温，多云，风向及风速，降水量(如果考虑降雪，还包括降雪量)。预测者们管辖区有几千平方公里，有时在一小地域气象条件变化极大，在预测范围内，不同区域同时提供的预测也大不一样。

并非所有气象预报都由政府提供。商家提供的数据卖给私人预测部门，并在国际互联网络上显示出来。

这些部门运用观测结果和模拟结果来增强他们自身在特殊客户方面的前景，如投资者；或用在农业业主身上，因为农业业主更需要政府预测所不及的不同详情。许多电台、电视台拥有自己的天气预报员。他们中一些人仍从事天气预报工作，另外一些人受过气象知识的训练，根据自己的判断改变预测；还有一些人成为私家天气预报顾问。

泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心成立有何意义？

6月30日，“泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心”(以下简称为“前沿中心”)在兰州成立。该前沿中心将在泛第三极环境形成、演化及全球气候变化背景下，系统研究泛第三极地区水分循环、水资源安全和生态系统的稳定性，构建地球系统科学的理论体系，为我国西部生态安全建设提供科学支撑，为国家“一带一路”建设及国际气候谈判提供科学依据。

当日，该前沿中心揭牌仪式暨建设方案论证会在兰州大学逸夫科学馆举行。中国科学院院士姚檀栋、陈发虎，以及中科院西北研究院、清华大学、北京师范大学、中国气象局干旱气象研究所等单位的13位专家应邀参加揭牌仪式并担任建设方案论证会的评审专家。

据该前沿中心主任黄建平教授介绍，受青藏高原第三极影响的东亚、南亚、中亚、西亚、中东欧等泛第三极地区是“一带一路”的核心地带，而全球变化背景下的生态环境和气候变化等重大环境问题严重制约了该地区资源环境与经济社会发展的可持续性，是国家“一带一路”建设实施面临的重大挑战。泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心，研究泛第三极生态环境与气候变化的历史、现状和未来，为政府决策、国家“一带一路”建设的实施、国际气候谈判提供科学支撑。

该前沿中心依托于兰州大学，与中国科学院青藏高原研究所协同共建，针对泛第三极生态环境与气候变化，以生态环境与气候变化领域的前沿科学问题为牵引，着力进行青藏高原隆升对泛第三极环境格局的影响、泛第三极环境形成和演变、泛第三极生态变化、泛第三极气候变化以及亚洲水塔及泛第三极水资源变化等方面的研究。

前沿中心将面向世界汇聚长期开展泛第三极研究的一流人才团队，促进学科深度交叉融合，建设体制机制改革示范区，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。前沿中心还将在泛第三极生态环境与气候变化方面建设成为具有重要国际影响力的学术高地，成为高校“双一流”建设的战略支柱，成为我国西部建设、教育强国、科技强国的战略力量。

兰州大学党委书记袁占亭说，该前沿中心下一步的发展要落实国家加强基础科学研究的意见，善于发现问题、提出问题、解决问题，提出国家课题、引领国家项目设计。要支撑地方经济社会的发展，不仅要产出高质量的科研成果，还要为地方提供高质量的咨询建议，从服务发展转变为支撑发展。

袁占亭还说，该前沿中心要培养国际级领军人才，打造国际合作交流的平台，引进来、走出去，助力青年教师成长。将地学建成世界一流学科，保持优势，突出特色，进一步凝练学科方向，打造更多学科建设亮点。打造一流的平台，通过创新管理机制、创新政策机制、创新用人机制、创新合作机制，整合校内、校外各方资源，争取建立泛第三极国家实验室。

来源：中国新闻网

地球的气候系统是由什么组成的

地球的气候系统是一个由大气,海洋,冰,生物和陆地等要素构成的系统

地球的气候系统是一个由大气、海洋、冰、生物和陆地等要素构成的系统气候系统预测基础科学中心，非常复杂。它们不但受外界影响气候系统预测基础科学中心，而且也会发生相互作用。气候模式可以说是对气候系统的数学表达气候系统预测基础科学中心，它首先编写由众多方程组成的复杂程序，再通过巨型计算机进行运算，对未来的气候变化趋势做出预测。其运算过程所使用的数据量大得惊人，往往达到几十个TB（万亿字节），时间长的要用高速计算机算好几个月。气候模式已经成为当今科学界用以预测未来气候演变和影响的主要工具。

气候模式是在天气预报模式的基础上发展起来的，其原理和天气预报模式有些类似。天气预报模式已有60多年历史，是全世界预报天气的主要工具。二者的区别在于，天气预报模式主要考虑大气运动变化情况，而气候模式要复杂得多，需考虑大气、海洋、冰、生物和陆地的状况以及它们之间的相互影响。

目前，各国科学家正在抓紧对全球30多个气候模式进行完善和运算，也就是把各国的气候模式，放在同一个平台上交流比试。这些模式会模拟过去1000年的气候演变，特别是1850年工业革命以来的气候变化气候系统预测基础科学中心；更重要的是，根据未来不同温室气体排放情景，预估全球温度变化情况。

最新预测结果是怎样的呢？有关专家表示，不同模式之间预测的结果差异较大，目前采取的一个方式是“集合平均”，即把所有模式预测的结果集合起来，看其平均情况，这样可靠性会大大增强。从世界各国气候模式最新的预估结果来看，未来升温趋势将延续，而增温幅度和温室气体排放量关系很大，但预估结果同时显示，全球变暖并不是意味着每个地区都普遍升温，未来不排除某些区域会出现降温。

气候模式的发展在不少国家受到重视，它是目前唯一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。但也有一些科学家对气候模式的可靠性提出了质疑，他们认为气候模式的结果并不可信。例如，由于不同的模式对天空中云的状态处理方式不同，预测结果在地表温度等方面就会存在很大的差异。

然而，气候系统从本质上来看是一个非线性的混沌系统，而且地球气候系统还受到地球以外的太阳活动、火山爆发等其他因素变化的影响。要对未来长时间的气候状况做出像一周之内的天气预报那样准确和精细的预测，几乎是不可能的。由于科学水平局限，气候模式的预测确实存在不确定性，但不确定性不等于不可靠和不能用。从对全球平均升温趋势的预测来看，可信度就很高。作为目前预测未来气候变化和影响的最主要的工具，气候模式的预测结果能够作为政府决策者的科学依据。

气候系统的内容

气候系统是一个高度复杂的系统，它有5个主要组成部分：大气圈、水圈、冰雪圈、陆面和生物圈，以及它们之间的相互作用。气候系统的演变进程受到其自身动力学规律的影响，也受到外部驱动力（如火山喷发、太阳变化）以及由人类引起的驱动（如对大气的组成及土地利用的改变）的影响。

气候系统由大气、海洋、陆地表面、冰雪覆盖层和生物圈等五个部分组成。太阳辐射是这个系统的主要能源。在太阳辐射的作用下，气候系统内部产生一系列的复杂过程，各个组成部分之间，通过物质交换和能量交换，紧密地联结成一个开放系统。

大气是气候系统中最容易变化的部分 气候系统的属性可以概括为以下四个方面：热力属性，包括空气、水、冰和陆地的温度；动力属性，包括风、洋流及与之相联系的垂直运动和冰体移动；水分属性，包括空气湿度、云量及云中含水量、降水量、土壤湿度、河湖水位、冰雪等；静力属性，包括大气和海水的密度和压强、大气的组成成分、大洋盐度及气候系统的几何边界和物理常数等。这些属性在一定的外因条件下通过气候系统内部的物理过程(也有化学过程和生物过程)而互相关联着，并在不同时间尺度内变化着。

有的科学家把气候状态定义为：气候系统的全部成分在任一特定时段内的平均统计特征。这个定义的可取之处在于：

(1)它指出气候的物质基础是气候系统，而不仅仅是大气，它和天气系统是有区别的；

(2)气候是一个历史的概念，它和特定的时间阶段相联系，而不存在绝对的气候概念；

(3)某一时段的气候状态是指这一时段气候系统各属性的平均统计特征，不像天气是指某一瞬时或某一短时间内大气中气象要素和天气现象的综合。

国家气候中心的主要职能

国家气候中心的主要职能

建立滚动的气候预测业务；

建立多模式超级集合预测系统；

建立多圈层耦合的气候系统模式；

加强气候模式产品的解释应用；

加强气象灾害普查、区划和评估能力建设；加强风能、太阳能等气象能源的调查、评估、监测和服务；

建立并运行气候变化业务；

加强地基、空基、天基观测资料在气候与气候变化业务中的应用研究。加强对区域和省级气象部门气候与气候变化业务的指导与培训；

加强人才培养、教育培训能力建设；逐步履行北京气候中心（BCC）职能和任务。

加强对亚洲及其它国家气候与气候变化工作的指导与服务，建立并发展东亚季风活动中心、风能太阳能评估中心、气候灾害监测预警中心和干旱监测预警中心，并履行相应的职能和任务。

职责和任务

1. 牵头负责月、季、年及更长时间尺度的气候与气候变化分析、诊断预测、气候影响评价和应用服务、气候资料分析评价和应用业务、全球气候变化及其影响评估，负责为党中央、国务院和政府部门提供气候决策服务产品，统一归口发布公众气候服务信息，为社会提供气候专项保障服务。

2. 建立并运行月、季、年际气候动力模式业务预测系统，为气候业务提供模式预测解释应用产品；开发并改进气候动力模式，建立多圈层耦合的气候系统模式和多模式超级集合预测系统，提高模式预测能力。

3. 加强气候监测、应用与服务工作，开展与气候相关的季风、积雪、海温监测、干旱等灾害监测预警、生态与环境监测预测、城市气候监测分析评价、气候资源开发利用与保护工作。拓宽气候服务领域，开发新产品，为国家经济社会可持续发展服务

4. 进行气候系统各圈层之间相互作用研究，研发气候系统模式，拓展气候环境业务务领域，提供决策气象服务基本产品。

5. 开展气候变化及其影响评估与对策的研究，为我国参与政府间气候变化专门委员会(IPCC)和《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)等履约活动提供科学技术支持。

6. 开展气候、环境及其相关资料的分析工作，加强地基、空基、天基观测资料在气候与气候变化业务中的应用研究，进行气候资料的均一性检验、资料插补、序列订正以及气候资料质量评估等业务工作。

7. 承担北京气候中心（BCC）职能，并争取早日成为世界气象组织（WMO）亚洲区域气候中心（RCC)；承担中国气象局气候研究开放实验室的职能，并努力发展成为国家级重点开放实验室。

8. 承担全国短期气候和气候变化业务技术指导、公众服务和气候研究等任务，以及相关的业务升级、拓展和新技术开发、推广等工作。