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1、2 0 1 3年 7月 2 3日星期二新知1 4版编辑： 熊霞2 4 小时热线： 0 7 9 5 7 0 9 1 1 1 0在科技还未发达的古代， 人们通 过观察天象、 寻找规律， 有了诸多预 测天气的经验， 至今已有几千年的历 史。但是， 建立在现代科学基础上的 天气预报只有百余年的历史， 特别是 以数值预报为代表的现代天气预测 方法的建立只有几十年时间。 数值天气预报是以气象观测资 料为初值条件， 通过巨型计算机进行 数值计算， 再用流体力学和热力学的 方程组进行求解， 进而预测未来一定 时段的大气运动状态。 “我们对大气运动中的规律尚未 全然知晓， 设计的任何方程只能是求 近似值。初始的
2、观测数据除了不完 全准确外， 还有不完整的问题， 例如 青藏高原的观测资料很少。 ” 中国工 程院院士李泽椿说。 如果没有观测资料， 数值预报所 需要的 “原材料” 便无法满足， 这好比 “巧妇难为无米之炊” 。而由于自然 条件艰苦， 据不完全统计， 在青藏高 原西部地区国家级地面观测站密度 为每万平方公里0 . 6 个， 全国是2 . 5 2 个； 区域自动观测站密度是每万平方公里1 . 7 6 个， 而全国是3 2 . 8 5 个。 中国气象科学研究院副院长赵 平说，“数值预报取决于对大气物理 过程的认识水平。比如， 同样是离 地面5 公里高的位置， 长江中下游地 面5 公里高度的大气温度
3、比高原要 低很多。这是由于高原的平均高度 在1 5 公里左右， 受到太阳辐射后表 面上的温度高于平原温度， 由此形 成了高原一系列独特的物理过程现 象。因此， 在平原上数值预报模式 可以报的非常准， 但拿到高原上便 失效 了。 ” 一般来说， 3 天以内的天气预报 准确率较高。“十几天到一个月的天 气预报最困难， 超过1 5 天就没有预 报基础了。 ” 中国科学院大气物理所 研究员段安民称。 虽然存在着种种困难， 天气预报 技术仍是一门具有朝气的现代科 学。周家斌说：“翻看数值预报的发 展历史， 你会发现一个规律依靠 科学家的创新， 每一次方程的改变都 会带来预报准确率的提升。 ” （ 北京日
4、报 ）数值预报 任何方程只能是求近似值一 项 研 究 显 示 ，当 6 5 0 0 万年前地球遭受小行 星 碰 撞 导 致 恐 龙 灭 绝 时 期， 大量的蜥蜴和蛇类也 灭绝消失。 科学家现在认为， 一 颗超大质量小行星碰撞在 墨西哥海岸， 导致物种大 范围灭绝， 使地球上 8 3 % 的爬行动物消失。体型较 大 的 物 种 遭 受 的 苦 难 更 大， 当时体型超过 0 . 5 公斤 的任何物种都难逃灭顶之 灾。 美国耶鲁大学的尼古 拉斯- 隆瑞奇博士说：“通常 人们会认为小行星碰撞事 件主要导致恐龙灭绝， 但是 此次碰撞事件对地球整个 生态系统构成了严重的破 坏， 蜥蜴和蛇类几乎全部灭 绝
5、。 ” 隆瑞奇指出， 在恐龙生 存末期出现了大量的爬行 动物， 其中包括体型微小 和体长达 2 米的蜥蜴。当 时远古蟒蛇足以吞食恐龙 蛋， 甚至可以捕杀许多恐 龙物种的幼仔。在白垩纪 末期小行星碰撞事件中， 许多远古爬行动物都相继 灭绝消失， 但是幸存的物 种最终进化形成现今 9 0 0 0 多种物种。 （刘化冬）美国科罗拉多大峡谷的美丽 是经得起时间考验的， 目前一项研 究显示， 科罗拉多大峡谷的形成时 期比之前预计的早6 5 0 0 万年。 研究人员表示， 科罗拉多大 峡谷形成于7 0 0 0 万年前， 当时恐 龙仍漫步在地球上。之前多项研 究基于对科罗拉多河下游冲刷砂砾的分析显示峡谷的形
6、成年代仅 有5 0 0 万- 6 0 0 万年。 目前， 一支来自美国科罗拉 多大学的研究小组使用放射性衰 变和热量测定法获得了新的发 现， 显示科罗拉多大峡谷形成年 代更悠远。丽贝卡- 弗罗沃斯教 授解释称， 该研究利用磷辉石中铀原子和钍原子转变至氦原子的 放射性衰变过程， 进一步测定出 科罗拉多大峡谷的形成年代。 在科罗拉多大峡谷风化形成 过程中， 磷辉石颗粒中的氦原子 将变冷， 逐渐暴露至表层。这项 研究报告发表在 科学 杂志上。 （悠悠）科罗拉多大峡谷形成于7 千万年前为探讨家鸡的驯化历 史， 中科院昆明动物研究所 的研究人员发现了家鸡较为 清晰的母系遗传背景信息。 该研究成果发表于国
7、际期刊 遗传 上。 在被驯化之后， 家鸡跟 随人类扩散到世界各地， 成 为 饲 养 最 为 广 泛 的 家 禽。之前一系列的工作表 明， 家鸡的主要野生祖先 是红原鸡。 为此， 张亚平院士研究 组的苗永旺和彭日文晟等研究 人员， 基于母系遗传的视角， 对收集到的家鸡和红原鸡样 本的线粒体 D N A控制区片 段进行了研究， 结果发现， 家 鸡线粒体 D N A的不同支系 可能起源于包括南亚、 东南 亚以及中国南部在内的广大 区域， 家鸡和红原鸡之间可 能存在持续杂交， 涉及多次 驯化事件。此外， 对单倍型 类群D的分析表明， 南岛语 系人群在移居太平洋岛屿过 程中所携带的家鸡主要来自 东南亚地
8、区。 （钟合）准确预报天气有多难俗话说，“六月天， 孩儿脸， 说变就变。 ” 眼下正值 农历六月， 变化无常的天气无疑也给天气预报带来 了更大的难度。7 月中旬， 一场被预报的大雨和北京 擦肩而过， 也说明了天气预报的不确定性。 随着科学技术的不断进步， 虽然天气预报的准 确率不断提升， 但也不可能达到1 0 0 %。有人说：“天 气预报就是八分把握加两分冒险。 ” 那么， 八分把握 从何说起？两分冒险又源于什么？新闻背景一只在南美洲亚马逊河流域热 带雨林中的蝴蝶， 偶尔扇动几下翅 膀， 可以在两周以后引起美国得克 萨斯州的一场龙卷风。这是大家所 熟知的 “蝴蝶效应” ， 是关于混沌学 的一个
9、比喻， 最初由美国气象学家 爱德华 ? 罗伦兹提出。 “天气气候预测不确定性的最 基本原因是系统的混沌行为。混沌 意味着， 差异极小的两个初始场可 以发展成大相径庭的状态。天气预 测中初始状态来自观测， 总是会有 某些误差， 哪怕是很小的误差。 ” 中 国科学院大气物理研究所研究员周 家斌说。 “天气预报如同玩拼图， 如果只 有8 个板块， 儿童便可以拼出来， 8 0 0 块成人可以拼出来， 但如果是8 0 0 0 万块， 甚至更多， 那 神 也无法拼出 来了。 ” 北京市气象台首席预报员孙继松说， 越是精细化的预报， 难度就 越大。 在随机性的多重影响下， 预测 结果往往不是也不应该是单一的
10、 值， 而是一系列结果的集合或分 布。理论上的某种 “最佳” 结果或者 是概率最大结果， 并不表示未来状 态一定如此。应用任何一种预测结 果， 都是要担风险的。 “大气运动包含着各种尺度的 运动， 同时各种运动间相互作用。 人们对大气的认识是不断加深的， 也是永无止境的。 ” 孙继松感慨道。 “天气变化涉及到复杂的物理、 化学和生态过程， 而目前人们对这 些过程的了解还很不深入， 又难以 全用数学物理方法加以描述。目前 人们使用的数学物理方程， 还难以 全面反映大气运动的规律。 ” 中国科 学院院士叶笃正说。大气运动 一幅难以还原的拼图大气运动难以捉摸， 而地面上的 各种复杂地形更给大气运动带
11、来了 影响。 青藏高原位于我国西部， 并占我 国陆地面积的四分之一， 平均高度可 达对流层中层， 被称为 “世界屋脊” 。 其独特而复杂的地形特征使其在全球 大气环流、 能量循环和水分循环中具 有非常重要而特殊的作用， 对我国大 部地区乃至全球的天气气候都会产生 重要影响。“由于青藏高原地势较高， 受到太阳辐射后温度上升， 尤其是在 夏天， 温度较高的青藏高原便成为高 空大气环流的一个热力源； 而动力源主要是指当气流经过青藏高原时， 要 么从上面越过去， 并被加热了， 要么从 旁边绕流过去， 从而形成天气系统比 如西南涡等， 这些都造成了整个大气 环流形势十分复杂。 ” 中国气象局气象 干部培
12、训学院教授俞小鼎说。 每到冬天， 新疆乌鲁木齐的上空 总会被浓雾笼罩。大雾为何对乌鲁 木齐 “情有独钟” ？原新疆气象科学 研究所所长张学文表示， 这与准噶尔 盆地地形密不可分。冬季， 当准噶尔 盆地受到外来天气系统影响出现降 雪天气时， 盆地内的积雪反射太阳 光， 加速了盆地冬季稳定逆温层的形复杂地形 爱添乱的 “捣蛋鬼”成， 使得积雪盆地的温度明显低于周 围地区， 从而形成了准噶尔盆地持续 的冬雾。 与山地和盆地等地形相比， 对平 原地区的预报相对容易， 但仍有许多 预报人员未破解的 “难题” 。今年5 月2 0 日， 造成美国俄克拉荷马州穆 尔市 2 4 人丧命、 1 2 0 人受伤的龙
13、卷 风， 其发生便与该地的平原地形相 关。俞小鼎表示， 龙卷风的形成既需 要有暖湿空气交汇提供对流条件， 又 要求高空和低空都有强风， 还需要有 较平坦的地形。而美国平原区域多、地势平坦特殊的地理环境容易满足 龙卷风形成条件。 此外， 特殊地形还让暴雨预报更 加困难。在天气预报中， 暴雨预报是 世界性难题， 即使是在美国等发达国 家， 对暴雨预报的准确率也仅达 2 2 %- 2 3 %。“特殊地形常常使暴雨不 按常理出牌， 突发局地暴雨自然让人 猝不及防。不要说准确预报暴雨， 即 使 事后诸葛亮 ， 对一些罕见大暴雨 还是无法解释其形成原因。这就是 暴雨预报遭遇的现实尴尬和无奈。 ” 中山大学大气科学系教授梁必骐说。小行星撞地球 几乎抹杀蜥蜴和蛇线粒体全基因组测定 揭示家鸡驯化史
