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未來5-10年我國大氣科學研究的6大需求 |
(時間:2016-11-7 9:09:53) |
我國科技發展對大氣科學研究有著重大的國家需求,今后隨著我國經濟和社會的發展,特別是國家防災減災和應對全球氣候變化對大氣科學研究的需求將越來越高。未來5~10年是我國經濟、社會和科技迅速發展的時期,也是我國大氣科學發展的戰略機遇期,此時期對大氣科學研究發展可能有如下需求。 1. 我國天氣氣候災害的發生機理與預測理論、模型及方法 我國處于東亞季風區,受季風年際、年代際變化的影響,我國夏季旱澇、酷暑等氣候災害和臺風、暴雨等天氣災害頻繁發生,在冬季時常遭受低溫雨雪冰凍等災害,并且春季沙塵暴時常發生。這些天氣氣候災害給我國帶來嚴重的經濟損失和重大人員傷亡,我國每年因天氣氣候災害造成的損失可占到我國自然災害總損失的71%以上,而且,隨著全球氣候變暖,天氣氣候災害有加劇的趨勢。今后5~10年,國家為減輕這些災害造成的損失,急需提高災害性天氣氣候的預報預測準確率。因此,深入認識我國災害性天氣氣候的發生特征、規律、成因,以及提出更好的預測理論、模型和方法仍是國家今后5~10年對大氣科學研究的重大需求。 2. 全球和東亞氣候變化趨勢及預估 我國是世界上最大的發展中國家,也是自然災害頻發的國家,受全球氣候變化的影響,我國天氣氣候災害有加劇的趨勢。因此,如何科學地應對全球和我國的氣候變化,爭取在國際氣候變化大會上有更多的話語權,這是未來5~10年國家對大氣科學研究的一個重大需求。這要求我國大氣科學研究不僅要研究全球氣候變化的現狀、特征、成因、趨勢和影響,而且要研究東亞和我國氣候變化的基本情況、主要特征、成因和機理,并預估今后我國和全球氣候可能的變化趨勢及其對環境、生態、水資源、農業和人民健康的影響,以便為國家制定應對氣候變化的措施提供科學依據,并為在國際氣候談判中爭取更多的話語權提供可靠的科學依據。 3. 大氣環境變化成因、機理、預報和調控 由于工業的迅速發展,以及城市化進程的加快和汽車尾氣排放量大幅增加,大氣污染日益嚴重,我國大氣環境沒有根本好轉,局部地區環境日益惡化。在我國,不僅南方酸雨頻繁發生,而且在華北、華東、華中和華南地區大氣中PM2.5等微細顆粒含量不斷上升,從而致使這些地區出現霧霾天氣的天數不斷增多、范圍不斷擴大,嚴重影響交通和人民身體健康;突發性環境災害事件也時有發生。因此,環境保護和空氣質量的預報、預警和調控對大氣環境變化的成因、機理,以及預報模型和調控的研究需求越來越迫切,這也是今后5~10年國家科技發展對大氣科學研究的重大需求。 4. 氣溶膠與季風相互作用過程及其機理 氣候與環境相互作用是當今大氣科學和全球氣候變化研究中具有挑戰性的一個重大科學問題。由于工業發展,我國工業排放的氣溶膠不斷增多,特別是汽車擁有量急速上升及城鎮化進程加快所帶來的施工揚塵不斷加劇等造成了大氣中氣溶膠特別是PM2.5粒子濃度劇增,并引起霧霾天氣頻繁出現。氣溶膠濃度劇增不僅影響大氣能見度和人民身體健康,而且還通過影響到達地表的太陽輻射和作為云霧的凝結核而影響季風。一方面,季風通過氣流的輻散、輻合來影響氣溶膠在大氣中的分布;另一方面,大氣中氣溶膠又影響季風降水。然而,當前氣溶膠與季風相互作用的過程還很不清楚,特別是氣溶膠在多大程度上影響季風的減弱既是一個很不確定的問題,又是一個很難說清楚的問題。因此,大氣中氣溶膠與季風相互作用,特別是氣溶膠云輻射季風相互作用是我國大氣科學今后5~10年急需研究的一個重要科學問題。 5. 人工影響天氣機理和方法 出于防災的需要,大氣科學對人為影響局部小尺度天氣系統的變化做了不少研究,當前可以局部影響局地小尺度天氣系統。近年來,我國人工影響天氣的實驗和作業迅速發展,特別是人工增雨作業蓬勃發展。然而,目前人工影響天氣作業的效率和一些機理還沒有完全搞清楚,這些都是今后5~10年急需進一步研究的科學問題。 6. 中層大氣動力學及遙感探測 國家安全及和平利用空間不斷對大氣科學研究提出更高的要求。然而,目前我國對平流層上層至熱層的臨近空間的大氣狀況了解甚少,并缺乏30多千米以上的平流層高空風和溫度的觀測資料,對平流層、中間層大氣環流和波動情況的認識遠遠滿足不了國家有關部門的需求,因此,平流層和中間層的風、溫度及有關要素的觀測資料的獲取和整編是當前國家所急需的;并且,氣象和資源衛星發射都要經過地球大氣的平流層和中間層,因此進一步深入認識這兩層大氣環流和波動的變化特征、數值模式無論對于今后氣候研究還是對于和平利用空間都是非常重要的。 總之,未來5~10是我國經濟、社會和科技迅速發展的時期,也是我國大氣科學發展的戰略機遇期。在此時期,我國經濟、社會和科技發展對大氣科學研究提出更重大的需求。因此,我國大氣科學發展應依據今后國家經濟和社會發展對大氣科學研究的重大需求,以及我國大氣科學研究與國際先進水平的差距來制定我國今后5~10年大氣科學研究的發展戰略。
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