氣候預報

氣候預報，也稱氣候預測或氣候展望。過去氣象預報只是建立在充分收集、整編、分析歷史氣候資料的基礎上，再用統計方法對未來氣候狀況作預測，即根據氣候變量的長期平均在統計學的意義上去了解未來氣候變化趨勢。70年代以來，已將數學、流體力學、動力氣象學成果，引入氣候預測業務中，從而使預報準確率大大提高。雖然氣候預報的準確率不高，但因氣候變化對稂食生產、能源供應以至人類活動等都有明顯的影響，因此對未來氣候變化的預測已引起人們的普遍重視。 ^[1] 

氣候學方法預報和氣候預報不同，前者是預報方法，後者是預報形式。

氣候學方法預報是根據氣候演變規律製作預報的方法。一般在掌握了某區域或某地點多年的氣候資料之後，就可統計得到有關要素的平均值、頻率圖等資料。作預報時，把相應時期的氣候值作為未來天氣要素的數值。由於這種辦法可以不考慮大氣環流短時特點，故可用於做時效較長、缺乏實時資料或低緯度地區的天氣預報。預報結果一般僅作為氣候背景參考使用。 ^[1] 

目前，我國大部分台站在編制氣象預報時，主要根據氣候序列自身的演變和與因子找相關的方法。

做氣候預報需要較長時期的資料。根據尺度理論，預報時效與資料長度之比為1：10。為了彌補近代器測資料的不足，中央氣象局氣象科學研究院在1974-1978年間，除了根據故宮博物院北京《晴雨錄》記載，將北京降水延長到250年以外，還先後兩次與北京大學、南京大學共同組織各省（市、區）氣象部門，在長辦水文處、中國科學院地理所、江蘇地理所協作下收集整理了近五百年的旱澇史料，繪製成了《中國近五百年旱澇分佈圖》，這是我國第一部大面積的、系統的和數值化的旱澇資料。為了研究歷史記載稀少的我國西部地區氣候變化趨勢，中國科學院地理所深入西藏南部地區，採集了大量樹木年輪標本。中央氣象局氣象科學研究院組織了西南、西北九省（區）氣象部門開展了年輪氣候學研究，並與陝西省氣象局和蘭州冰川、凍土研究所，蘭州大學協作，在秦嶺南側、沼北高原和祁連山區採集了一批樹木年輪標本，其中樹齡最長達935年，這是我國目前所採集到的、能反映我國氣候變化的最長的年輪。它為研究我國近千年的氣候變化和製作氣候預報提供了比較客觀的依據。

氣候變化有明顯的階段性，在各階段不僅平均值有顯著差異，其他氣候特徵以至預報指標都不同。實際上階段可看成是氣候循環過程中的一個位相，它是氣侯過程的基本時段，但是每一個較長氣候週期中的位相又是由若干較短週期所組成的。由於氣候變化存在着不同尺度的週期，因此也就存在着不同長度的階段，如何把握住階段及其轉換多是當前氣候預報的重要研究課題。

目前，在這方面已提出了劃分乾濕和冷暖期的客觀標準，也有用數理統計的方法劃分階段的嘗試，有的還提出綜合考慮各種氣候要素，包括環流特點進行階段劃分的設想。這是我國氣候預報方法的一個特點。

吉林省伊通縣老農徐貴山，積累了五十多年豐歉年景的預報經驗。指出豐歉年景有6-7年週期。即豐年年景持續3-4年，接着是個澇年或災年多然後是旱年或大旱年，最後為多雨年。從而組成一個完整的週期。湖北省石首縣老農陳敬承，記載行星方位以及早澇和長江水位已有40年的歷史，他發現如幾個行星參差運動當年為平年多如幾個行星在夏至附近集中出現就要發大水。近幾年來多不少台站學習並總結了老農的看天經驗，延長了時效。實踐證明，羣眾經驗中藏着大量氣象預報的線索。

氣候變化與太陽活動的關係，主要表現在氣候要素與太陽活動不同時間尺度週期及其位相之間的聯繫上。隨着我國氣候資料的延長，還發現我國的氣候不但與太陽活動11年、22年週期有關，而且還與80-90年的世紀週期和170-200年的雙世紀週期都有關係。最近更注意到太陽活動的蒙德爾極小期（1645-1715年），史波爾極小期（1460-1550年）以及中世紀極大期（1100-1250年）與我國氣候的關係。

根據黑子做氣象預報的成效，不僅表現在氣候變化與太陽活動變化之間關聯的密切程度和穩定性上，而且還與黑子週期本身的穩定性及黑子預報的可靠性有關。最近關於蒙德爾極小期的討論，就涉及到黑子週期的穩定性以及黑子預報等同題。

利用月影預報旱澇在我國有悠久的歷史，根據日赤緯的變化可以製作一年以上的旱澇預報。許多天氣現象與月相有關。氣候上一些顯著的週期，如19年、36年等與天文週期是一致的（天文氣象座談會，1979年）。行星衝合、日月食與旱澇發生的頻率和沿海降温均有一定的關係。我國曆史上冷暖期的變化與九大行星178.7年的會合週期有關。

環流的多年變化是氣候變化的直接原因。北京大學繪製了一套1871年以來1.4.7.10月的全球海平面氣壓圖，研究了近百年來大氣環流的振動和我國氣候振動的關係。不少單位應用大氣活動中心的變化來預測本地區旱澇和冷暖。1891年以來北半球500毫巴逐日環流型的多年變化和西太平洋颱風活動，漢口長江年最高水位等均有密切關係。根據環流型的多年演變規律及其與太陽活動關係，可以預測環流型的未來發展。研究還發現，我國大範圍氣温變化與經向指數有滯後5年的相關。

影響我國夏季降水的副熱帶高壓的活動與熱帶海温都存在着三年左右的週期振盪，且副高的變化落後海温的變化1-2季度。長江流域入梅早晚，梅雨量及梅雨長度不但與前期黑潮地區的海温有關，而且與冬季秘魯沿海海温有關。著名的厄尼諾現象就是赤道太平洋東部地區洋流、湧升流、海温、大氣環流相互影響的振動系統，具有6年左右的週期。灣流是北半球最有影響的一支洋流，它不僅對歐洲氣候產生直接影響，而且通過傳遞過程與我國夏季旱澇發生聯繫，這個過程大約1-2年。

中國科學院地理所，研究了地球自轉速度的變化和地極移動對我國長江中下游和華北汛期降水，亞歐經向環流指數，太平洋副熱帶高壓，漢口年平均流量等的影響。綜合的地極移動振幅週期為6-7年。地球自轉速度有89.60.30.22和11年等週期。

青藏高原不論從動力方面或熱力方面都對下游我國東部地區的天氣產生影響。反映下墊面熱力狀況的大面積雪蓋、地温的變化，年與年之同差異很大。反常的積雪將加強高原冬季冷源的作用。地下熱的變化也是影響超長期天氣變化的一個重要因素。3.2米以下深層地温的變化週期在一年以上。

在統計分析方法上，除長期預報常用的時序分析法外，麼枕生還針對旱澇預報問題，提出了研究二元變量離散型序列的統計氣候學方法，並推導出二元變量空間相關係數及循環週期的計算公式。在資料處理上，除了常用的滑動平均外，還用低通濾波的方法消除序列中短週期的影響。甘肅省氣象研究所設計了一套濾波器，以研究原序列各種振動成分在時序中的演變規律。 ^[2]