去年底訂閱了《氣象知識》雜志匣缘,每隔兩個月便收到一本瘦棋,內(nèi)容沒有技術(shù)深度稀火,很適合大眾了解氣象相關(guān)知識。之后閱讀了《地球氣候簡史》和《中國電力與能源》赌朋,對氣象有了更系統(tǒng)的認知凰狞。
氣象機理
氣象是個比較抽象的概念篇裁,但將氣象與大氣運動聯(lián)動起來就具象化了。氣象本質(zhì)上是大氣運動赡若,簡單理解是太陽照射大氣冷熱不均达布,促進大氣運動。更深入的是地球公轉(zhuǎn)/自轉(zhuǎn)以及生物逾冬、植物黍聂、巖石、海洋等共同作用影響大氣運動的結(jié)果身腻。
雨是冰下降過程中隨著溫度上升逐漸成雨产还,云是水汽團,霧則是接地云嘀趟,風則是不同氣壓空氣流動的結(jié)果脐区。南方梅雨季節(jié)期間會在一定時間持續(xù)降雨,主要跟雨帶有關(guān)系去件。大眾熟悉的厄爾尼諾/拉尼娜則是東西太平洋氣流運動的結(jié)果坡椒,影響到我國南北旱澇情況扰路。國內(nèi)臺風通常起源于西太平洋印尼和菲律賓尤溜,隨著副熱帶高壓變化。
氣象本身是大氣運動汗唱,大氣作為流體宫莱,遵循流體力學的基本規(guī)律,未來狀態(tài)與現(xiàn)在狀態(tài)具有因果關(guān)系哩罪,這一點決定了天氣的可預報性授霸。通過構(gòu)建三維物理方程可以模擬因果關(guān)系,將全球氣象觀測數(shù)據(jù)际插,代入數(shù)值天氣預報方程碘耳,經(jīng)過超級計算機計算獲得天氣預報的結(jié)果。這是目前主流模式天氣預報的做法框弛。
通常來講辛辨,預報時間越臨近,天氣預報越準瑟枫,而隨著時間的拉長預報準確度下降明顯斗搞。機理角度上講,是30天以上大氣運動是非線性慷妙,不存在因果關(guān)系僻焚,存在不可預測的問題,時間越長膝擂,只適合概率或趨勢預測虑啤。30天以上隙弛,數(shù)年、數(shù)百年咐旧、數(shù)萬年的預測被稱為氣候預測驶鹉,如今我們面臨的氣候變化,便是這個維度的問題铣墨。溫室效應(yīng)帶來了溫度提升室埋,通過加速水循環(huán),更容易出現(xiàn)暴雨洪澇和高溫干旱等極端天氣伊约。
《中秋節(jié)陰雨連綿姚淆,聊聊對天氣預報發(fā)展的思考》里提到天氣預報的發(fā)展史,起初人們通過天氣圖人工做天氣預報屡律,后面通過計算機做數(shù)值天氣預報腌逢,如今到了AI時代,通過AI做天氣預報超埋。隨著觀測設(shè)備和數(shù)據(jù)越來越豐富搏讶,氣象預報上限也越來越高。
氣象與歷史
《氣象雜志》里有一篇探討氣象影響北魏遷都的問題霍殴。北魏起初定都大同媒惕,后遷都到洛陽。除了洛陽更利于統(tǒng)治中原以外来庭,很重要的原因是洛陽氣候適宜妒蔚,比「苦寒之地」的大同更利于貴族居住生活。
幾年前月弛,到銀川水洞溝景區(qū)游覽肴盏,水洞溝半穴居的住房結(jié)構(gòu)令人印象深刻,之后觀看短片帽衙,里面提到了氣候變化菜皂,導致水洞溝的人類只能被迫遠離家鄉(xiāng),遷徙到其他地方厉萝。
歷史上農(nóng)耕文明和草原文明的沖突與融合恍飘,重要的驅(qū)動力便是草原生態(tài)脆弱和氣候惡劣,出現(xiàn)問題后冀泻,草原民族出于生存原因南下常侣。歷史上盛極一時的吐蕃王朝對唐朝構(gòu)成了極大的威脅,之后青藏高原氣候變化弹渔,吐蕃王朝迅速衰落胳施。華夏朝代更迭,很多也受到了氣候影響肢专,出現(xiàn)干旱糧食歉收舞肆,人們活不下去焦辅,出現(xiàn)朝代更迭。
氣象條件椿胯,作為人類生產(chǎn)生活重要的外界約束條件筷登,對人類歷史影響很大×ぃ回到現(xiàn)代前方,氣候變化正在發(fā)生×停《地球氣候簡史》惠险,通過探討太陽輻射、地球板塊運動抒线、地球自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)軌道變化班巩、火山噴發(fā)和洋流影響,都不足以導致短期的氣候升溫嘶炭,從而證明人類活動帶來了氣候的顯著變化抱慌,進而呼吁人類采取行動。
轟轟烈烈的全球「雙碳」運動眨猎,帶來了生產(chǎn)生活的深刻變化抑进。
氣象與能源
全球變暖導致極端天氣頻發(fā),「雙碳」是在這樣的前提下出現(xiàn)的全球運動宵呛,回到《中國電力與能源》单匣,立足于中國自身情況夕凝,適應(yīng)自身需求兼顧氣候變化宝穗。
中國能源特點是多煤少油少氣,并且能源需求中心與能源生產(chǎn)中心不匹配码秉,用電負荷中心與發(fā)電中心時空不匹配逮矛。
需要開采能源,在西部和北部形成風光新能源转砖、煤须鼎、氣、石油大能源基地府蔗,另外考慮化石能源運輸成本高晋控、環(huán)境污染以及土地開發(fā)空間等問題,更適合通過轉(zhuǎn)化成電力的方式傳輸姓赤,通過電網(wǎng)特高壓傳輸赡译,實現(xiàn)資源更大范圍配置。
多煤少油少氣的國家能源稟賦不铆,一直存在能源安全問題蝌焚。因此大力發(fā)展風光等新能源發(fā)電裹唆,下游應(yīng)用大力發(fā)展新能源電動汽車以及生產(chǎn)電力化水平,降低對外部依賴只洒⌒碚剩《中國電力與能源》寫于十幾年前,戰(zhàn)略視野相當高毕谴。
風/光新能源對氣象條件依賴較高成畦,從而帶動國家對氣象研究與應(yīng)用的需求越來越重視。