美預測區域氣候變化初試“掛科”

　　不斷加劇的溫室效應正侵襲著地球，那么具體區域的情況又如何呢？氣象學家承認，這很難說。科學家改良氣象模型，模擬葡萄產量下降的葡萄酒之鄉美國加州逐漸變暖變干的氣候，并預測地中海地區在未來幾十年內會變得更加干燥。然而這種局部氣象預測的可信度尚不明確。

　　如今，一些全球氣象建模工作人員，通過模擬氣候變化而不僅僅是記錄以往靜態氣候，對一個廣泛使用的區域模型進行了試驗。這些研究人員認為，所有的區域模型都應如此接受測試，但目前的情況并非如此。初步結果顯示，和全球模型提供的未來氣候的模糊觀點相比，區域模型幾乎沒有改善。并未參與測試工作的美國宇航局（NASA）戈達德太空研究所（GISS）的全球氣象建模者Gavin Schmidt表示，“這些區域模型需要聯合運行”來進行更多這樣的測試。

　　區域模型的構建自然是氣象建模工作人員下一步的研發對象。為預測下一周的天氣而不是下個世紀的氣候，模型也必須采集全地球的信息。在幾十年的發展后，這種全球模型仍舊不能提供對某個區域（比如西得克薩斯與東得克薩斯）詳細、可信的氣候預測。因此，建模人員開始在全球氣候模型中植入一種詳細的、高分辨率的氣候模型，其觀察范圍可橫跨某些區域，比如北美的大部分地區。全球模型可以計算總體變化，并將數據傳送給其中的區域模型，由區域模型計算模擬出更加詳細（可能也更加準確）的較小范圍大氣層的特點，比如風暴及其運動方向，并更好地呈現出大氣層對海岸線和山脈等地形氣候的影響。

　　然而，在預測區域氣候方面，區域模型比全球模型做得更好嗎？GISS的Pavan Racherla、Drew Shindell和Gregory Faluvegi在進行研究氣候影響的區域建模時解決了這個問題。“我們要做的第一件事是評估模型的輸出情況。”Shindell說，“測試全球模型時，我們也這么做。”不過，他們發現，區域模型的建模人員只有在模擬氣候學—— 一段時間內的平均氣候——時才會檢查模型的性能。“這很奇怪。”Shindell說，“我們觀察的最關鍵的東西是氣候變化，但這還沒成為區域氣候建模的標準。”

　　令這3位科學家疑惑的是，如果一個區域模型在模擬氣候學時表現良好，那是否也能更好地預測氣候變化呢？為試圖找出答案，他們考慮將一個廣泛使用的區域模型——天氣研究和預測（WRF）模型——植入位于美國大陸上方的全球GISS-ModelE2模型。他們模擬了兩個時期的氣候，從1968年到1978年和從1995年到2005年，來觀察WRF在模擬氣候學方面表現如何，以及WRF如何處理氣候變化。

　　結果顯示，WRF的表現并不怎么樣。“模擬氣候學的技術并沒有保證它處理氣候變化的技術。”Shindell總結，2012年年底，研究團隊的論文發表在《地球物理研究雜志—大氣》上。“區域模型與全球模型相比，有一定的進步，但沒有很大。”而且只有在特定條件下，這些優勢才會顯現。

　　GISS的測試團隊并沒有指出WRF沒有取得很大改善的原因，不過Shindell懷疑這與兩種模型最擅長的技術有關。他稱，氣候學主要取決于陸地、海洋、地勢與大氣的相互作用，這是區域模型所擅長的，但這些沒有變化。另一方面，像噴射流遷徙、云量變化和降水量模式轉化等物理特性變化導致的氣候變化則是全球模型所擅長的。

　　其他研究人員認為，GISS的測試團隊解決了一個長期被忽略的問題。“這是一篇非常有趣且發人深思的論文。”英國拉夫堡大學的氣象學家Robert Wilby稱，“這是值得贊揚的第一步。”然而它并不是對區域模型領域的打擊，反而，“它強調了區域建模非常有意義，也極為復雜。”Wilby表示。

　　西北太平洋國家實驗室的區域建模工作人員Lai-Yung Ruby Leung表示同意。“他們提出的問題都是正確的，不過如果能進行多模型試驗將會更好。”她認為：不同模型進行不同的組合，可以揚長避短。

        Leung是北美區域氣候變化評估項目（NARCCAP）的主要調查員之一。該項目可以將6個區域模型在12種可能的組合模式下與4個全球模型一起工作。 然而，近幾十年的氣候變化是如此之小，而自然氣候變化是如此之大，NARCCAP的模型并沒有像GISS的測試團隊那樣進行測試。Leung稱，這將是一 項范圍更大、更國際化的項目。