什么周天气预报?

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这是很奇怪的问题,我从来没有做过这样的预测(或许将来会尝试)。对于短期(一周或两周)的气候预展望,现在已经有了非常先进的方法。这些技术是基于统计方法开发的,因此与气候模式的输出直接相关。它们可以很好地工作,并且已得到了广泛的验证。 然而,如果我们将研究的时间尺度放大到几个月甚至更长时间,事情就变得棘手了。

一个重要的限制是我们的地球系统是一个复杂的多变量系统。气象学、海洋学、冰川和冻土、大气化学、气候影响等等都是相关的科学领域。从气候模式输出单一的气象预测已经足够困难,想要同时得到所有相关变量的结果就是难上加难。 目前可供选择的方案大概有下面几种:

1.使用主成分分析等方法对大量变量进行降维处理,然后利用剩下的少量新变量构建新的预测模型;

2.只考虑主要的影响因子,例如温度和海平面气压,并尽可能多地收集关于它们的历史信息用于建模;

3.引入人工智能等技术,试图挖掘过去数据中的隐含信息,建立非线性关系以找到新的预测线索。 但以上这些方案都无法从根本上解决长期预测的难题——我们仍然会在未来某一天遇到不可预见的事件,从而彻底改变未来的气候形态。 作为个人而言,我希望能在有生之年亲眼目睹南极洲冰盖的崩塌。虽然这听起来很不可思议,但这确实有可能成为引发全球变暖的正反馈机制中关键的一环。

一旦这一重要临界点被触发,未来将会充满不确定性。为了应对如此巨大的挑战,我们需要在多个层面开展工作:改善现有工具的能力,开发新方法和新模型,开展更多相关研究以提供理论支撑,加强跨学科合作,强化国际间的协同,加强公众教育...

也许有人会觉得我野心勃勃,但我要说的是:如果不考虑风险,人类可能永远都不会有勇气前往外太空探索;而如果仅仅因为风险而放弃,那么人类也将不复存在。所以我相信,只要付出努力,哪怕只是微小的进步,也会有很大的意义!

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