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长江洪水：有多少问题需要解决
周元春
４月３日，刚刚在北京参加完“气候变化国际科学讨论会”的施雅风院士匆匆返回了南京，因为一项题为“气候变化与长江洪水”的讨论会正在等着这位８４岁的老人。参加这次研讨会的近９０人当中，有来自中、德等国的科学家，有水利部门的官员、技术人员。如果仔细观察就会发现，中方来宾的单位驻地几乎全部在长江两岸。
科学家们各自介绍预测模式、各种平台或者科研成果时都是侃侃而谈，但面对“未来５－１０年，长江流域将发生多少次、多大规模的洪水”这个问题时，他们会讲，科学在这个问题上面临的很多困难，总之，现在给不出答案。
洪水预测：不确定性太多太多
在河海大学的陈喜教授看来，洪水预测的不确定性是由一系列的“不确定”决定的。
首先是观测资料的限制。全球观测资料存在两个问题，一是空间上密度不够，二是时间比较短。气候变化是一个长期的过程，而资料的匮乏使得模式的建立与检验都比较困难。
再有，气候模式本身的精确度不够，而它的精确度又取决于很多方面。目前的计算机在研究全球问题时速度还不够；全球气候模式又很复杂，计算时必须进行简化，因此也会造成误差；现有模式更多地考虑二氧化碳增加对未来气候变化的影响，然而其它工业气体的排放也会造成相应的影响；水量在气候模式当中也很简化，但它无疑是影响气候变化的重要因素。
降水量作为气候模式的输出结果，进入水文模式进行洪水预测。水文模式也同样存在计算能力以及资料等问题，再加上陆地空间变化非常大，地表状况复杂，以及降雨的许多偶然性，洪水预测的不确定性也就可想而知了。
关于气候变化和洪水的研究何时才能成熟呢？陈喜表示，这是一个长期的过程，研究资料的积累，研究水平的提高，都需要时间。 （摘自《科学网》）
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气候模型预测在未来的世纪里地球气候的重大的变化。但他们预言的范围非常巨大——我们应该怎么应付这不确定性? 如果他们过高估计气候变化速度和规模，最后我们也许会因为模型所估计的(实际上并不会发生的)问题而产生多余地恐慌并为设法避免而投入巨额资金。相对的，如果模型低估变化，最后我们将会因为错误地相信变化将是易处理、很小和很慢的，而错失良机。
对于这个问题我们需要估计我们的气候模型预测的可信度。换句话说我们需要确定这些预测的不确定参数。通过参加实验，您能帮助我们完成这个几乎不可能完成的任务。
因为气候模型必须包括小规模物理过程的作用(譬如云彩)，即使有着让人难以置信的速度的现代巨型计算机也只能通过简单化(参数化)才能胜任。许多参数使用的精确值有一定的误差范围——我们不知道什么数值是最合理的。有时这个范围可能非常巨大! 这意味着，任何一种预测只能代表气候变化的一个可能的发展方向。
我们怎样评估和减少这些误差?
对这个问题有二种补完方法:
1、减小参数误差的范围。这是一个长期过程。要求:
改进模型，尽量使用最新的巨型计算机。
收集(主要通过卫星)大范围的大气参量(譬如风速，云量，温度……)数据。
2、在参数现有误差范围内运行大量的模型。放弃那些失败的模型，利用剩下的进行更进一步的研究。
第二个设想是climateprediction.net。我们想通过运行上万个最新版的物理参数有些许不同的气候模型来确定参数的误差。这个技术，以规模大著名，需要很大的计算量，远比现代超级计算机大的多。唯一可行的方案是使用结合数以万计的普通的计算机计算量的分布式计算，各台计算机解决这个全球性问题的一个小但同样关键的部份。 （摘自CPDN中文官方网站）
[ Last edited by tcogh327 on 2005-12-9 at 09:49 ] |
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发表于 2005-12-9 09:48:00