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  一个世纪前,科学家通过手工计算了解了大气吸收和发射能的量;如今,他们使用超级计算机,可以对地球气候变化进行日益精准的预测。

  气候相关的问题无处不在:南水北调、修建防波堤、推广以色列水源存储和管理模式、未来夏季气温超过38度的天数增多等。

  乔治梅森大学气候动力学博士项目的教授、海洋-陆地-大气研究中心主任詹姆斯·肯特(James Kinter)表示:“以我们目前的能力还无法回答这些问题,这就是为什么我们要使用超级计算机来拓展我们的理解能力和预测能力。”

  《迈阿密先驱报》称,数十年来,科学家们利用计算机模型研究海洋、大气、陆地和冰的相互作用,以了解过去、现在和未来的气候。肯特说,目前的气候模型显示的是大陆尺度上的变化,但超级计算机将能够在区域尺度上做出更好的预测。

  超级计算机还能够解决与云相关的气候问题。肯特说,云通过两种方式干扰地球和太阳之间的能量循环。云会将一部分太阳能量反射回太空,产生冷却效果;但同时云也吸收太阳能量,并将地球发出的能量反射回去,具有暖化效应。

  肯特表示,过去之前的模型一般通过为地球设计出织一张虚拟的网格来进行考察,每个小格的面积都超过4.9万平方公里。计算机将每个小格中的一切都视为是相同。而现在,模型得到了很大的改进,科学家们希望到这个年代末,计算机能比如今强大1000倍。

  计算机不仅可以用于模拟不同类型的粒子如何以不同的方式散射或者吸收热量,而且还能研究粒子与云之间的相互作用。肯特说:“要将所有这些定量地表现在模型中是一个真正的挑战。”肯特的团队重点研究如何随气候变化预测洪水、干旱和热浪等极端事件。

  美国国家大气研究中心气候科学和应用项目主管劳伦斯·布亚(Lawrence Buja)表示,气候模型已经从“气候1.0”迅速升级为了“气候2.0”。“气候1.0”模型的主要事项是证明人类引起的气候变化正在发生。布亚说:“为此,我们需要开发40年以上的模型,来认识和解决这个问题。”

  联合国政府间气候变化专门委员会2007年表示,气候变暖是“明确的”,而且主要是由人类燃烧煤炭、石油和天然气等活动导致的结果。由此迎来了“气候2.0”模型。布亚说:“几乎在一夜之间,问题变成了气候变化对人类和自然系统的影响是什么。”他表示,随着计算机性能的改进,气候科学家可以开发越来越好的模型。“利用更强大的计算机,我们能够在更精密的尺度上建模并解决气候2.0问题。”

  美国国家大气研究中心目前拥有一台用于建立气候模型的世界顶级计算机,肯特团队和很多其他科学家正在使用它。

  布亚表示,他们为2014年的下一份国际气候科学评估报告所建的模型即将完成。他说:“该项目将耗费巨大的经济成本,因此我们必须尽可能确保我们的陈述有说服力。”(作者:陈丹)

 编辑:张伟

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channelId 1 1 超级计算机或可预测气候变化 1 一个世纪前,科学家通过手工计算了解了大气吸收和发射能的量;如今,他们使用超级计算机,可以对地球气候变化进行日益精准的预测