進入21世紀以來🕣，全球增暖不斷加劇，其中以北極地區增溫最為顯著。與此同時，北極地區海冰急速減少，歐亞大陸災害性天氣頻繁發生🤴。隨著北極變化不斷加劇，北極對歐亞極端天氣影響的研究已經成為國際熱點👩🏼‍🍳。已有的科學研究表明𓀁，北極海冰對歐亞阻塞、北大西洋濤動/北極濤動以及極端冷事件的可預報性有著重要影響。然而🐲，目前大多數研究仍主要集中在氣候尺度上。例如利用秋季北極海冰與海溫的異常💘，對其後冬季歐亞大陸冷事件發生的頻率進行預測，但卻無法精確地預測出每一次事件的具體過程🐿。

　　目前對歐亞大陸冬季冷事件的預報時效為一周左右。在針對我國冬季冷事件的預報時👨🏼‍🌾，預報員主要關註合適的大尺度環流如烏拉爾山阻塞高壓與西伯利亞地區的冷空氣👮🏼。穆穆及其團隊近年來承擔了國家自然科學基金委重大研究項目中的“北極海-冰-氣系統對歐亞大陸冬季極端天氣事件可預報性的影響”課題📕。穆穆認為，氣象科技工作者的工作即 “理論與機理研究”“觀測”與“預報預測”三大部分，亦可以通俗地比喻為“摸老天爺脾氣”“察老天爺顏色”與“猜老天爺將來心思”👩‍❤️‍💋‍👩。從這三個方面，穆穆在近期《大氣科學進展》上介紹了他們猜測歐亞大陸冬季冷事件可能擁有兩周甚至更長預報時效的思路🧑🏽‍🚀。

　　“首先，著名的洛倫茲混沌理論認為天氣尺度異常事件的預報上限是兩周左右，但是我們要科學地理解這一理論，而不能將其作為束縛我們的緊箍咒。”穆穆說，“我們將暴雨和冬季寒潮事件放在一起對比。一次影響範圍幾千平方公裏，持續時間幾個小時的暴雨，這樣空間尺度和時間尺度都比較小的天氣過程🙋🏻‍♂️，預報上限可能是兩周甚至更短⛹🏿‍♂️。但是一次大範圍冷事件的影響範圍有數百萬平方公裏，維持時間一周甚至更長，特別是一些理論研究揭示出💁‍♀️，這些冷事件與歐亞阻塞、北大西洋濤動/北極濤動聯系緊密🧷，而後者又與北極海-冰-氣系統密切相關🏬，這支持我們做可預報性研究的學者猜想，冬季冷事件的預報時效應該可以更長🫴🏿。”

　　這一猜想🧗‍♂️，在歐洲中期天氣預報中心的預報產品中得到了一定的支持𓀉👨🏻‍🎓。穆穆團隊發現，對於一些極端冷事件👲🏼，歐洲中期天氣預報中心的預報時效接近兩周🧖🏽。不過，大氣演變的過程十分復雜🧙🏽‍♂️👨🏻‍💻，目前還無法明確提煉出哪些事件可以突破兩周上限。但可以確定的是，能夠做到兩周以上預報時效的都是具有較大時間尺度和空間尺度的天氣事件⛴。

　　“我們知道，數值預報的不確定性👨‍👨‍👧‍👧🧬，來源於模式誤差，以及初始條件和邊界條件⚆，即觀測數據的誤差🥧。”對此，穆穆團隊主要關註後者，希望通過改善觀測資料的質量來提高預報的效果。與人口密集的陸地區域相比🏩👨，廣袤的北冰洋上觀測站點十分稀疏且觀測困難，相比於“漫天撒網”⛪️，在北極地區進行“目標觀測”就成為了理想的方案之一。

　　“開展目標觀測的關鍵是在北極尋找一個小範圍的敏感區域⚠️，它本身比北極地區小得多😂，但它的觀測資料對預報結果卻有著重要影響👩。對這個敏感區內的海洋🎺、海冰和大氣變量進行加密觀測（目標觀測），不僅提供了直接的寶貴觀測資料，也可以為衛星遙感資料的同化應用提供支持👷‍♀️，進而為數值模式提供更加精確的初始場和更準確的邊界條件；另外，還可以為開展集合預報構建初始擾動提供指導，最終為提高冬季極端冷事件的預報時效奠定基礎。”穆穆表示👮🏽‍♀️，現在他們正在利用本課題組的條件非線性最優擾動方法作為“探測器”🗣，努力找尋這樣的北極敏感區🙅🏽‍♀️。希望在不久的將來，為北極地區的目標觀測，進而提高冬季極端冷事件的業務預報技巧，提供理論與方法支持📢。

（來源：《中國氣象報》2020年5月20日三版）