編者按:
這是一檔氣象科學(xué)領(lǐng)域的訪談欄目——《風(fēng)云會(huì)客廳》。這檔欄目將帶您走進(jìn)氣象科學(xué)領(lǐng)域的院士專(zhuān)家們的世界,通過(guò)訪談和自述的形式,我們將記錄下他們?cè)诔砷L(zhǎng)、科研、教學(xué)等過(guò)程中難以忘懷的故事,以及他們對(duì)人生、科學(xué)、教育等方面的深刻認(rèn)識(shí)和思考。
這就是氣候與天氣的“新常態(tài)”
周兵:丁老師,現(xiàn)在極端天氣這么頻繁,公眾想知道,什么是極端天氣,極端天氣會(huì)否成為新的常態(tài)?
丁一匯:極端天氣,是與平均態(tài)相比。任何一個(gè)氣象要素的分布,大致都可以畫(huà)出一條正態(tài)分布曲線,中間峰值發(fā)生概率高,代表平均氣候;兩邊發(fā)生概率低,代表極端天氣。當(dāng)天氣或氣候變量值高于(或低于)該變量觀測(cè)值平均或氣候區(qū)間的上限(或下限)端附近的某一閾值時(shí),就是極端事件,其發(fā)生概率一般小于10%;中間高是指概率高、經(jīng)常發(fā)生,氣候上稱(chēng)平均態(tài)。
極端天氣氣候事件有幾個(gè)特征:它不是全球性的,而是區(qū)域和局地的現(xiàn)象;它的時(shí)間尺度一般是短的,只是發(fā)生在某一時(shí)間和某一時(shí)段內(nèi);經(jīng)常造成嚴(yán)重的氣象災(zāi)害。
比如極冷或極暖事件。溫度概率曲線的兩頭是極冷和極暖,當(dāng)概率為10%或7%以下之時(shí),便是極端事件。它是很少發(fā)生的、強(qiáng)烈的天氣氣候事件,但是變化的振幅很大,或者說(shuō)是冷或暖的極端性突出。
還有極端多雨、極端干旱等,這樣的事件也被稱(chēng)為極端事件。
周兵:我在給學(xué)生做科普的時(shí)候,打了個(gè)比方,有時(shí)同學(xué)們想評(píng)“三好”學(xué)生,假設(shè)比例是5%左右,“三好”學(xué)生可能也是比較突出的,學(xué)習(xí)成績(jī)可能也是“極端好”的。不知恰當(dāng)不恰當(dāng)?
丁一匯:是這樣,一般我們都定義極端事件為5%至10%。這大概相當(dāng)于20年一遇或30年一遇,也有人認(rèn)為十幾年一遇。如果每年都遇到,那便不是極端事件了。10年碰到一次或者20年碰到一次的很強(qiáng)的高溫或低溫,那便是極端的。
周兵:我們回顧一下2023年,比如北京,從春季的沙塵天氣頻發(fā),到初夏出現(xiàn)5次高溫?zé)崂?,再到盛夏出現(xiàn)了破紀(jì)錄的暴雨洪澇,秋冬季12月的強(qiáng)寒潮,為什么一系列的極端天氣相繼出現(xiàn)?
丁一匯:總的來(lái)說(shuō),現(xiàn)在已進(jìn)入一個(gè)極端事件明顯發(fā)生的時(shí)期。
今后的冬天,由于北極在全球變暖背景下主要通過(guò)大范圍海冰的融化,吸收了大量的熱量,這致使周邊的冷空氣反而加強(qiáng)了,尤其臨近北極的歐亞地區(qū)。這導(dǎo)致歐亞大范圍地區(qū)冬春會(huì)偏冷。所以你剛才講的一場(chǎng)場(chǎng)冷空氣不斷地來(lái),這是冬春“暖北極冷歐亞”的表現(xiàn)。
而夏天,由于全球氣候變暖下,陸地與海洋不斷變暖,尤其是大陸地區(qū)不斷明顯變暖,易發(fā)生高溫?zé)崂恕夂驅(qū)<翌A(yù)測(cè),大概在未來(lái)10年、20年、30年,都是這樣的趨勢(shì)。
周兵:去年12月以來(lái),亞洲多次出現(xiàn)寒潮,歐洲尤其是北歐也經(jīng)歷了極寒天氣,印證了“暖北極冷歐亞”這個(gè)結(jié)論。那么,未來(lái)極端天氣多發(fā)會(huì)成為一種新的常態(tài)嗎?
丁一匯:這就是氣候與天氣的“新常態(tài)”,是新的溫度平均值,氣象平均值通常來(lái)說(shuō)是30年的平均值。前面一個(gè)30年,我們處在一個(gè)氣溫平均值比較低、極端事件發(fā)生的頻率也比較低的狀態(tài)?,F(xiàn)在年平均氣溫創(chuàng)造新的最暖紀(jì)錄,極端高溫事件頻發(fā)強(qiáng)發(fā);那么處在其兩端尾部的極端事件也在變化,尾部越拉越長(zhǎng),這代表很冷與很暖的極端事件發(fā)生的頻率在增加,甚至過(guò)去不可能發(fā)生的極冷或極暖的極端事件也可能發(fā)生。上述氣候變化意味著可能未來(lái)夏天可能會(huì)有很熱的極端事件發(fā)生,就像去年和前年連續(xù)出現(xiàn)極端高溫事件那樣更為頻發(fā)。
全球已進(jìn)入一個(gè)氣候變化的“新常態(tài)”。其基本特點(diǎn)是在氣候不斷變暖的前提下,多種極端氣候事件發(fā)生的頻率不斷上升,并造成突發(fā)性天氣氣候?yàn)?zāi)害,它們已經(jīng)并將持續(xù)影響全球和我國(guó)天氣氣候,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
周兵:所以人類(lèi)要采取氣候行動(dòng)。
丁一匯:在這個(gè)氣候新常態(tài)下,提出和建立氣候變暖條件下新的適應(yīng)戰(zhàn)略和應(yīng)對(duì)機(jī)制是完全必要的。比如采取措施進(jìn)行溫室氣體的大力減排。溫室氣體排放越多、溫度就會(huì)越高,這需要我們?nèi)祟?lèi)必須要控制的。
讓我們以行星尺度“飛馳”北大西洋、南極與非洲
周兵:現(xiàn)在社會(huì)上也在關(guān)注大西洋經(jīng)向反轉(zhuǎn)流的問(wèn)題,這對(duì)歐亞地區(qū)氣候有什么影響?
丁一匯:現(xiàn)在北大西洋北部,如冰島地區(qū),暖的洋流流過(guò)來(lái)以后在此下沉,這種下沉是動(dòng)力強(qiáng)迫的下沉,它把暖的海水首先帶到海洋中、深層,以后再通過(guò)北大西洋洋流繼續(xù)帶到低緯度地區(qū),過(guò)了赤道又到了南半球,從南極附近再轉(zhuǎn)一圈,又從赤道太平洋再向北回到北半球。形成于大西洋北部的這個(gè)北大西洋暖平流在影響全球海洋與大氣大環(huán)流圈與全球氣候方面,現(xiàn)在是非常清楚的。由上可見(jiàn),通過(guò)上述大洋環(huán)流的熱輸送,全球的天氣是互相關(guān)聯(lián)的。
周兵:所以說(shuō)天是空的,氣是通的,某種程度上也體現(xiàn)了大氣的命運(yùn)共同體。比如,現(xiàn)在南極西南部的冰蓋崩塌,可能會(huì)帶來(lái)一系列影響。
丁一匯:是這樣,現(xiàn)在最受關(guān)注的是南極西南部。如果該區(qū)域的冰融化了,不僅會(huì)直接影響南極,同時(shí)也會(huì)影響到南美洲、大洋洲,再跨過(guò)赤道影響太平洋、大西洋,這就是全球性的影響了。
周兵:有媒體表示,如果南極的冰蓋斷裂分離開(kāi)來(lái),可能整個(gè)世界地圖都要重新改寫(xiě)。
丁一匯:有這樣的說(shuō)法,但是發(fā)生時(shí)間可能要在幾十年或上百年以后,目前只出現(xiàn)了一些裂痕跡象。跡象在哪兒?南極偏東部(面向澳大利亞地區(qū))的冰融化比較快。目前西邊靠近新西蘭、大西洋區(qū)域的冰融化還很慢,幾乎沒(méi)怎么動(dòng)。但如果那里有變動(dòng)的話,意味著整個(gè)南極的冰層已經(jīng)開(kāi)始融化了。現(xiàn)在還沒(méi)到那個(gè)時(shí)候,只是南極東部和偏南部的地方冰融化得比較快。國(guó)際和我國(guó)的南極探險(xiǎn)科學(xué)團(tuán)隊(duì)正密切關(guān)注著南極海冰的變化。
周兵:2022年9月9日發(fā)表于《科學(xué)》雜志上的一個(gè)研究報(bào)告稱(chēng),在全球范圍內(nèi)有16個(gè)氣候臨界點(diǎn)。其中一個(gè)臨界點(diǎn)在撒哈拉沙漠,那里雨水在增多、植被在變綠,這是什么現(xiàn)象?
丁一匯:這要談到氣候變化的另一個(gè)體現(xiàn),就是在非洲大西洋沿岸地區(qū),大概從地中海到北非再到西非,雨水增多、氣溫升高。大部分研究者認(rèn)為這是受大西洋暖洋流的影響。這里升溫后,現(xiàn)在可以看到,暖的洋流不斷地從北大西洋由西南向東北方向流動(dòng),影響北歐氣候。東太平洋表面暖洋流由北向南,在熱帶地區(qū)轉(zhuǎn)向西進(jìn)入印度洋。
所以現(xiàn)在關(guān)注非洲北部和西海岸地區(qū)的增溫、增濕,以及北大西洋暖流的明顯影響是現(xiàn)代西非干旱研究的一個(gè)焦點(diǎn)。
周兵:僅去年11月,索馬里的雨量便達(dá)到年雨量的兩倍。有人將其與赤道中東太平洋的厄爾尼諾事件聯(lián)系在一起,有道理嗎?
丁一匯:也有一定道理。但厄爾尼諾現(xiàn)象是一種年際現(xiàn)象,作為更長(zhǎng)期的年代際變化,北大西洋暖洋流影響的變化更重要。另外也有觀點(diǎn)認(rèn)為,主要與從地中海南部經(jīng)過(guò)北非再流過(guò)去的氣流有關(guān)系。這些氣流流過(guò)去后,與印度洋來(lái)的氣流相交匯,極易在那兒形成降雨。東非西部地區(qū)雨水明顯增加,有人認(rèn)為,這些地區(qū)的變化將會(huì)影響亞洲和南半球。
現(xiàn)在,我國(guó)乃至全球研究者也在關(guān)注青藏高原和青藏高原地區(qū)附近從南面來(lái)的暖氣流和濕空氣向北挺進(jìn)的情況,即來(lái)自西非的氣流增溫增濕,如何影響南亞和青藏高原的氣候變化。
學(xué)地球物理和氣象,是真正學(xué)對(duì)了
周兵:上世紀(jì)50年代,人們可能不熟悉氣象工作是做什么的。我很好奇,丁老師,您是怎么走上氣象這條道路的?
丁一匯:我在上海的中學(xué)畢業(yè)以后,當(dāng)時(shí)大家都愿意學(xué)物理,我和很多年輕人一樣,第一志愿是物理系。1957年考取北京大學(xué)物理系后發(fā)現(xiàn),物理系分了好幾個(gè)專(zhuān)業(yè),其中有一個(gè)專(zhuān)業(yè)是地球物理與氣象。我本來(lái)想學(xué)物理學(xué)專(zhuān)業(yè),但這個(gè)專(zhuān)業(yè)分?jǐn)?shù)最高,我的成績(jī)還差一點(diǎn)兒,就被分到了地球物理專(zhuān)業(yè),具體又分到了其中的天氣動(dòng)力專(zhuān)業(yè)。
那時(shí)候,地球物理學(xué)是冷門(mén),同學(xué)們還是更希望學(xué)物理,對(duì)氣象沒(méi)什么概念。我讀了這個(gè)專(zhuān)業(yè)以后,感覺(jué)學(xué)地球物理與氣象是真正學(xué)對(duì)了。當(dāng)時(shí)它是一門(mén)新興學(xué)科,有很多問(wèn)題需要研究。
在北大物理系(后來(lái)的地球物理系)念了6年,學(xué)完了基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課。1963年我考取了中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所的碩士研究生。那時(shí)葉篤正先生和陶詩(shī)言先生在主持研究生招生。我在中國(guó)科學(xué)院跟著陶詩(shī)言先生做了4年研究生。十分有幸的是,當(dāng)時(shí)眾多地球物理領(lǐng)域與大氣科學(xué)學(xué)科的著名前輩們都在那兒,通過(guò)四年學(xué)習(xí)我的收獲很大。
1967年研究生畢業(yè)后,中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“大氣所”)已經(jīng)成立,我被分到了大氣所。中間有四五年時(shí)間去國(guó)家海洋局幫助巢紀(jì)平先生建設(shè)海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心。
1993年,在中國(guó)氣象局,我參與組建國(guó)家氣候中心。1994年擔(dān)任國(guó)家氣候中心第一任主任,之后一直在國(guó)家氣候中心工作到退休。在這里30多年了。
周兵:我國(guó)現(xiàn)在對(duì)暴雨預(yù)報(bào)研究已經(jīng)取得了很大的成就,這也是多年來(lái)氣象科研業(yè)務(wù)工作者不懈努力取得的成果。我知道歷史上的“75·8”暴雨、1998年暴雨洪澇,您都是經(jīng)歷者。尤其是“75·8”河南特大暴雨發(fā)生后,您還是攻關(guān)組的成員。
丁一匯:1975年8月河南省發(fā)生的那次大暴雨,沿著京漢鐵路從鄭州以南到武漢之間有三條淮河水系的河流發(fā)生洪水,鐵路被沖,城市被淹,致災(zāi)嚴(yán)重。那時(shí),我的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域是天氣動(dòng)力學(xué)而非暴雨研究。暴雨發(fā)生后,幾位先生讓我?guī)б粋€(gè)小組去現(xiàn)場(chǎng)考察和收集現(xiàn)場(chǎng)資料。沿途所見(jiàn)觸目驚心,京漢鐵路的河南段破壞極其嚴(yán)重,鐵軌甚至被洪水扭成麻花。幾位老先生對(duì)我說(shuō),你不要走了,好好安心研究暴雨吧。
所以,我從原來(lái)研究天氣動(dòng)力學(xué)的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào),轉(zhuǎn)到研究暴雨。從1975年8月份起,一直研究了十幾年。
我的事業(yè)成長(zhǎng)期和國(guó)家發(fā)展期是一致的,這很幸運(yùn)
周兵:上世紀(jì)90年代,國(guó)家氣候中心組建是一件很重要的事。
丁一匯:1979年,新中國(guó)開(kāi)始向美國(guó)派遣留學(xué)生,我作為第一批成員前往美國(guó)學(xué)習(xí),在科羅拉多州立大學(xué)和夏威夷大學(xué)待了兩年多,看到了國(guó)外的大學(xué)在教學(xué)與研究方面是如何建設(shè)的。
1982年回國(guó)后,我到國(guó)家海洋局幫助巢紀(jì)平先生建設(shè)海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心,在那里工作了四五年,擔(dān)任過(guò)海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心副主任和國(guó)家海洋預(yù)報(bào)總臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)。1986年以后,因?yàn)槲疫€是想搞氣象學(xué),又想回中科院大氣所。
時(shí)任國(guó)家氣象局局長(zhǎng)鄒競(jìng)蒙先生向中國(guó)科學(xué)院提出人才需求,以支援建設(shè)國(guó)家氣候中心。因?yàn)槲仪捌谟袇⑴c建設(shè)海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心的經(jīng)歷,便被點(diǎn)名調(diào)到了氣象部門(mén)。那時(shí)候我還年輕,老先生們也鼓勵(lì)我去做新的事業(yè)。這樣我就到了中國(guó)氣象局(原國(guó)家氣象局)。經(jīng)過(guò)幾年努力和籌備,國(guó)家氣候中心于1994年2月由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)組建,1995年1月正式掛牌成立,我擔(dān)任了第一任國(guó)家氣候中心主任。之后再未離開(kāi),一直到現(xiàn)在,都是在安安靜靜做研究。
經(jīng)歷了中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家海洋局和中國(guó)氣象局的工作變動(dòng),我充分認(rèn)識(shí)到國(guó)家在氣象與海洋事業(yè)方面發(fā)展和需求,也感覺(jué)自己的事業(yè)成長(zhǎng)期正好和國(guó)家的發(fā)展期是一致的。對(duì)于一個(gè)科學(xué)工作者來(lái)說(shuō),這是很幸運(yùn)的事。
周兵:您在國(guó)家氣候中心主導(dǎo)工作的時(shí)候,所主持的“九五”國(guó)家重中之重科技項(xiàng)目“我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究”獲得了2003年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),這很了不起!
丁一匯:這體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)氣候變化和氣候預(yù)測(cè)工作的重視。這種重視和支持真可謂“重中之重”!我們用了5年的時(shí)間進(jìn)行攻關(guān)和檢驗(yàn),參與工作的有七百多名專(zhuān)家,其中教授級(jí)專(zhuān)家就有80余個(gè),研究人員分別根據(jù)不同需求,終于在2000年研制出了一套氣候模式預(yù)測(cè)系統(tǒng),這個(gè)氣候預(yù)報(bào)系統(tǒng)后來(lái)獲得了2003年國(guó)家科學(xué)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
周兵:我國(guó)氣候和氣候變化工作越來(lái)越受到?jīng)Q策者的重視。
丁一匯:對(duì),我在國(guó)家氣候中心的時(shí)候,曾兩次圍繞氣候變化在國(guó)務(wù)院作專(zhuān)題報(bào)告。
周兵:這也激勵(lì)了青年人學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí),報(bào)效祖國(guó)。
丁一匯:一直到今天,我國(guó)一直把氣候預(yù)測(cè)和氣候?yàn)?zāi)害防御作為重大研究來(lái)對(duì)待,我非常有幸在此過(guò)程中,為中國(guó)氣象事業(yè)發(fā)展做一些貢獻(xiàn)。順應(yīng)國(guó)家的需求、借助發(fā)展的趨勢(shì),此生能為國(guó)家發(fā)揮自己的專(zhuān)長(zhǎng),我認(rèn)為自己是幸運(yùn)的。
來(lái)源:中國(guó)氣象局
策劃:邢建民 葉海英 盧健
統(tǒng)籌:葉海英 宋亞芳 趙曉妮 段昊書(shū) 苗艷麗
主持人:周兵
嘉賓:丁一匯
撰文:趙曉妮 葉海英
攝像:李子碩 李根
剪輯:邢建民
包裝:傅蕾
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