我國第三代氣候模式即將準業務化運行

2020-11-24 中國氣象局

　　副熱帶高壓怎樣移動、亞洲季風如何發展、厄爾尼諾和拉尼娜有何動向？11月16日，更準確回答這些氣候關鍵問題的科技利器——我國氣象部門自主研發的次季節-季節-年際尺度一體化氣候模式預測業務系統（BCC-CPSv3）通過評審，即將進入準業務化運行。

　　作為國際氣候變化研究前沿課題，氣候預測是一道世界性難題，其背後是國家防災減災、應對氣候變化工作的迫切需求。氣候模式是氣候預測最客觀的工具和手段，開展氣候模式研究意義和責任重大。我國自1995年開始研發氣候模式，至今已演進到第三代。國家氣候中心氣候模式室主任、國家重點研發計劃項目首席科學家吳統文帶領團隊經過近二十年的努力，先後研製了第二代、第三代。第三代預測系統BCC-CPSv3的氣候預測性能提升，源自「十年磨一劍」研發練就的優秀「內功」。吳統文介紹，BCC-CPSv3由相輔相成的全球高解析度氣候模式子系統、多圈層耦合同化子系統和集合預測子系統三部分組成，全部為自主研發。

　　此次通過評審的BCC-CPSv3，其氣候預測性能和多個業務指標明顯高於現有業務模式，達到國際先進水平，特別是對我國東部夏季降水以及影響我國氣候的亞洲季風指數等的預測性能國際領先。

　　根據時間尺度，BCC-CPSv3負責回答的問題包括次季節-季節預測和季節-年際預測兩類。其中次季節-季節預測已於2019年11月準業務化運行，並參與國際同類系統比較計劃，對月尺度溫度、降水、大氣環流等的預測能力優於我國和美國、日本現有業務系統，對季節內震蕩的預測能力達到國際先進水平。季節-年際預測對於季節尺度的溫度、降水、西太平洋副熱帶高壓、厄爾尼諾-南方濤動指數、全球海冰面積等關鍵指標有較高預報技巧，整體預測性能明顯高於現有業務模式。

　　全球高解析度氣候模式子系統是氣候模式預測系統的「主力部隊」，負責攻克各種關鍵問題。相對上一代，BCC-CPSv3在大氣、陸面、海洋、海冰等各方面的模式解析度、物理過程參數化均得到提高和優化。大氣模擬垂直範圍由40公裡擴展至65公裡，平流層關鍵動力過程、熱帶降水、東亞獨特氣候特徵模擬性能均得到顯著提升；更新陸面模擬地表覆蓋資料，改進湖泊、農田下墊面模擬，還提出了模擬植被生態過程的動態物候方案，取代固定日期的模擬方式。海洋模擬水平解析度提高到全球均勻0.25°，垂直深度達5500米。

　　同化能力強弱決定了初始場精準與否，關乎模式在怎樣的起點上開始運算。BCC-CPSv3採用的多圈層耦合同化子系統實現了對海洋、海冰、大氣多源資料的協調同化，大氣分析資料解析度達到0.45°，海表溫度、海冰密集度等資料解析度達到0.25°，為氣候模式運算奠定了堅實地基。

　　BCC-CPSv3還包含具備24個集合樣本的集合預報子系統，能夠博採眾長，儘可能地消除由觀測、分析誤差以及大氣系統固有混沌引起的預報不確定性。

　　（作者：劉釗 責任編輯：欒菲）

　

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