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副熱帶高壓怎樣移動、亞洲季風(fēng)如何發(fā)展、厄爾尼諾和拉尼娜有何動向？11月16日，更準(zhǔn)確回答這些氣候關(guān)鍵問題的科技利器——我國氣象部門自主研發(fā)的次季節(jié)—季節(jié)—年際尺度一體化氣候模式預(yù)測業(yè)務(wù)系統(tǒng)（BCC-CPSv3）通過評審，即將進(jìn)入準(zhǔn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。
作為國際氣候變化研究前沿課題，氣候預(yù)測是一道世界性難題，其背后是國家防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化工作的迫切需求。氣候模式是氣候預(yù)測最客觀的工具和手段，開展氣候模式研究意義和責(zé)任重大。我國自1995年開始研發(fā)氣候模式，至今已演進(jìn)到第三代。國家氣候中心氣候模式室主任、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家吳統(tǒng)文帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近二十年的努力，先后研制了第二代、第三代。第三代預(yù)測系統(tǒng)BCC-CPSv3的氣候預(yù)測性能提升，源自“十年磨一劍”研發(fā)練就的優(yōu)秀“內(nèi)功”。吳統(tǒng)文介紹，BCC-CPSv3由相輔相成的全球高分辨率氣候模式子系統(tǒng)、多圈層耦合同化子系統(tǒng)和集合預(yù)測子系統(tǒng)三部分組成，全部為自主研發(fā)。
此次通過評審的BCC-CPSv3，其氣候預(yù)測性能和多個(gè)業(yè)務(wù)指標(biāo)明顯高于現(xiàn)有業(yè)務(wù)模式，達(dá)到國際先進(jìn)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(fēng)指數(shù)等的預(yù)測性能國際領(lǐng)先。
根據(jù)時(shí)間尺度，BCC-CPSv3負(fù)責(zé)回答的問題包括次季節(jié)—季節(jié)預(yù)測和季節(jié)—年際預(yù)測兩類。其中次季節(jié)—季節(jié)預(yù)測已于2019年11月準(zhǔn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，并參與國際同類系統(tǒng)比較計(jì)劃，對月尺度溫度、降水、大氣環(huán)流等的預(yù)測能力優(yōu)于我國和美國、日本現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，對季節(jié)內(nèi)震蕩的預(yù)測能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。季節(jié)—年際預(yù)測對于季節(jié)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(shù)、全球海冰面積等關(guān)鍵指標(biāo)有較高預(yù)報(bào)技巧，整體預(yù)測性能明顯高于現(xiàn)有業(yè)務(wù)模式。
全球高分辨率氣候模式子系統(tǒng)是氣候模式預(yù)測系統(tǒng)的“主力部隊(duì)”，負(fù)責(zé)攻克各種關(guān)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分辨率、物理過程參數(shù)化均得到提高和優(yōu)化。大氣模擬垂直范圍由40公里擴(kuò)展至65公里，平流層關(guān)鍵動力過程、熱帶降水、東亞獨(dú)特氣候特征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(jìn)湖泊、農(nóng)田下墊面模擬，還提出了模擬植被生態(tài)過程的動態(tài)物候方案，取代固定日期的模擬方式。海洋模擬水平分辨率提高到全球均勻0.25°，垂直深度達(dá)5500米。
同化能力強(qiáng)弱決定了初始場精準(zhǔn)與否，關(guān)乎模式在怎樣的起點(diǎn)上開始運(yùn)算。BCC-CPSv3采用的多圈層耦合同化子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對海洋、海冰、大氣多源資料的協(xié)調(diào)同化，大氣分析資料分辨率達(dá)到0.45°，海表溫度、海冰密集度等資料分辨率達(dá)到0.25°，為氣候模式運(yùn)算奠定了堅(jiān)實(shí)地基。
BCC-CPSv3還包含具備24個(gè)集合樣本的集合預(yù)報(bào)子系統(tǒng)，能夠博采眾長，盡可能地消除由觀測、分析誤差以及大氣系統(tǒng)固有混沌引起的預(yù)報(bào)不確定性。
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