大學“高原-盆地大氣污染與氣候變化”研究團隊的王楠副研究員。王楠副研究員解釋道:“簡單來說極端高溫現象與氣候變暖有關。全球變暖背景下,現在和未來的極端天氣會越來越頻繁,表現為冬天更冷,夏天更熱。例如,極端降雨,高溫干旱等?!?/div>
據他分析東南亞的這次極端熱浪是多方面原因造成?!笆紫?,一年當中這個季節的太陽輻射在赤道附近最為強烈,高強度的太陽輻射導致該區域溫度偏高。其次,受氣候變暖影響,今年赤道附近的海溫異常高,這也是造成該地區熱浪的重要原因。此外,東南亞是典型的熱帶海洋季風氣候,當地的相對濕度較高,當空氣中的水汽含量較高時,熱浪會變得更加難以忍受?!薄拔覀兛梢院唵卫斫鉃?—9月份是東南亞的夏季,東南亞位于赤道附近,是地球受到太陽輻射最強烈的地方。此外,該地地形復雜,有山脈,雨林,平原,城市,地形與大氣環流的動力耦合、不同下墊面熱量分布不均造成的熱力差異等因素,也是導致當地極端天氣的原因??偟膩碚f,東南亞的氣候條件使得該地區相對容易發生極端高溫事件,但具體情況還需綜合考慮,如城市化程度、地表覆蓋變化和人類活動等?!?/div>
2023年,西北太平洋的海面溫度是有記錄以來的最高值,甚至北冰洋也遭受了海洋熱浪。亞洲的變暖速度高于全球平均值,自1961—1990年以來,變暖趨勢幾乎翻了一番。地表溫度、冰川后退和海平面上升等關鍵氣候指標在加速變化。此外,王楠副研究員從天氣學角度進行了分析:“極端天氣的本質是天氣情況與氣候平均態相比有明顯差異,而東南亞此次的極端高溫天氣屬于極端天氣。從極端天氣發展的規律來說,隨著時間的推移,必定會出現降溫或緩解的情況。從長期來看,隨著全球變暖,兩極冰川融化,海平面上升,冬天兩極地區變熱,造成冬季北半球極寒事件增多;夏季,海水溫度上升,導致高溫熱浪或極端降水事件的頻率也會增加。”
如何監測極端天氣?在實際檢測和研究極端天氣事件方面,目前有哪些最新的科學進展和研究成果?
王楠副研究員介紹道:“當前,我們對監測極端天氣事件采用的是綜合氣象觀測、數值模擬預報與經驗預報相結合的綜合監測體系。綜合氣象觀測包括:氣象站的觀測(水平觀測),氣象探空氣球的觀測(垂直觀測),氣象雷達觀測(垂直觀測),以及氣象衛星觀測(區域觀測)等。”通過從“天—空—地”等多維尺度提供多元氣象要素的觀測,能直觀監測天氣情況?!傲硪环矫妫覀円膊扇×藬抵的M預報來監測天氣,是基于我們對天氣、氣候各個物理過程的已有認識而建立的求解微分方程的理論計算,它主要是依靠超級計算機的高性能計算能力,對天氣進行數值模擬,實現氣象、氣候的預報。經驗預報是靠氣象預報員,結合天氣學知識、氣象觀測數據以及數值模擬的結果所采取的對未來天氣事件做出的主觀預測。”
近年來,人工智能高速發展,也發展出了利用機器學習來預報天氣的流派。例如我國開發的“盤古”(Pangu—Weather)天氣預報系統。這類機器學習的天氣預報是純數據驅動的、依靠深度學習來開展的預報。
王楠副研究員打了個比方:“通過對海量歷史氣象資料進行訓練和學習,總結歷史經驗,實現快速預測未來的天氣。”通常,訓練好的AI模型可以在很短時間內預測未來的天氣事件,這比數值預報耗時更短、節省更多計算資源。目前,已有一些研究表明機器學習的AI預報表現性能優于數值天氣預報。