[科普中国]-超长期天气预报

背景

20 世纪已经成为历史了。在这个世界里，发生了许多惊天动地的政治事件。同样，这个世纪里自然界也不是风平浪静。比如说， 1954 年， 1991 年， 1998 年长江流域发生洪涝， 1972 年全国大旱。人们自然要问， 21 世纪的天气会怎么样?它还会给我们人类找麻烦吗?

这样的问题在大气科学中叫超长期天气预报问题。严格说来，一年以上的预报叫超长期天气预报。比如说， 5 年、10 年、50 年的预报就是。这样的预报应该怎样做呢?

如何做超长期天气预报要想做5 年、10 年以至50 年的气候变化的预报，首先就需要知道是什么原因引起这种气候变化的。

影晌超长期预报的因素：1

大气运动的准周期性比如说，我国许多气象台站的汛期降水有2-3 年周期，这种周期可以用于预报。若某年是旱年，则可以考虑1 -2 年以后仍是旱年。温度、气压、气流等气象要素也有准周期性，这种准周期性也可以用于预报。

太阳活动太阳辐射的强度逐年有变化，太阳黑子的数目各年也不一样。太阳黑子还有11 年左右的周期。整理历史上太阳黑子和年降水量的资料，就可以找到一些相互关系，这些关系就是做预报的依据。

火山活动地球上有许多火山，有些火山已经死了，对大气运动没有什么影响，对人类也没有多大威胁，而且还往往变成旅游圣地。但有的火山还活着，时不时向外喷发。喷发时惊天动地，可谓壮观。火山喷发出大量火山灰，直冲云天，遮天蔽日。这种火山灰冲到上万米的高空以后，随风飘流， 一飘就是两三年，甚至更长时间。它减少到达地面的太阳辐射，当然会对气候产生一定的影响。2

地震地震是可以影响大气环流运动的新因素。大气环流所需能源除太阳为主要能源外, 地震亦是不容忽视的外在能源, 地震亦可向大气环流补充能量。地震效应对大气环流运动及超长期天气预报都是不可忽视的重要因素。2

月亮引力、地球自转还有没有引起气候变化的因子呢?有的。有人说，月亮引力产生的潮汐有时候会发生异常，这种异常与我国的旱涝有关，人们还把这种关系用于预报。又有人说，地球的自转速度是随时间变化的，这种变化也会影响候。

比如说，地球自转加快时，对我国气候影响很大的副热带高压就向北移，而当地球自转减慢时， 副热带高压就向南移。你可能要问，地球的自转速度会随时间变化吗?不是每天都是24 小时吗?科学家说，地球的自转速度确实是随时间变化的。我们现在已经不再按地球的自转计时了，我们用的高度精确的铯原子钟，把1900年以来用地球自转的计时和铯原子钟的计时相对照，发现两者已相差49 秒了。11

人类的过错我们燃烧大量化石燃料排出了大量的二氧化碳。大气中本来就有二氧化碳，它们吸收了地表面辐射出来的热量，再把它放到空气之中，使我们感到暖洋洋的，就像生活在温室中一样。所以我们把二氧化碳叫温室气体。

大气中原有的二氧化碳的量正好合适，因而我们人类过得很自在。如果大气中的二氧化碳由于某种原因过量了，那就糟了，我们就不是生活在温室里， 而是要呆在蒸笼里了。有些人用数学物理方法研究了二氧化碳增加对气候的影响，把目前观测到的全球平均温度上升现象归罪于二氧化碳的增加。1

方法与手段天气图方法，动力学方法，统计动力学方法。3