由中国科协主办的青年科学家论坛第八十七次活动于2004年6月29~30日在北京中国科技会堂举行。论坛主题为"气候系统模式发展与气候变化应对战略"。本次论坛得到了中国气象局(国家气候中心、中国气象科学研究院、乌鲁木齐沙漠气象研究所)、中科院相关研究院所(大气物理研究所、寒区旱区环境与工程研究所、植物研究所、生态与地理研究所、青藏高原研究所)、中国社会科学院、发改委(国家气候变化对策协调小组办公室、能源所)、外交部、科技部、自然科学基金委、国家气候委员会、清华大学、北京大学、北京师范大学、人民大学、兰州大学、中山大学、扬州大学等单位专家的广泛关注和积极响应。中国科学院院士、兰州大学丑纪范教授应邀担任本次论坛的特别顾问,中国气象局国家气候中心董文杰研究员、中国科学院大气物理研究所王斌研究员、瑞典歌德堡大学陈德亮教授和国家气候中心罗勇研究员担任本次论坛执行主席。来自各单位的50余位专家、学者出席了论坛。本次论坛还得到了有关新闻媒体的高度关注,新华社、人民日报、中国新闻社、科技日报、中国青年报、中国气象报和大众科技报等均派记者前来采访。
中国科学技术协会学术部副部长杨文志出席了论坛开幕式,并发表了热情洋溢的讲话。他简要回顾了青年科学家论坛的发展历程与宗旨,强调论坛的主题性、学术性、世界性、前沿性,并强调论坛特别鼓励学术争鸣。中国气象局副局长、国家气候委员会秘书长郑国光研究员到会祝贺本次论坛的顺利召开,特别强调气候与气候变化是政府和公众关注的热点,同时也是我国参加国际气候变化环境外交谈判、维护国家民族权益的重大问题。他鼓励与会的中青年科学家开拓进取、勇于创新,争取为我国在IPCC评估报告中争得更多的发言权,为气候变化公约谈判提供更为有力的科学支撑。丑纪范院士肯定了气候变化研究对我国经济和社会可持续发展的重要意义,指出气候系统模式是研究气候变化与季节预测最为有力的工具,而建设一个完备的地基、天基、空基三位一体的观测系统,获取第一手高质量的观测资料是气候和气候变化研究的基础。
科技部吕学都高工到会并就论坛主题讲了他对此问题的看法。他强调目前气候变化领域在科学上还有很多问题尚未解决,需要年轻一代科学家扎扎实实、长期的工作。在科学研究中,要保持良好的团队精神,优良的团队、合理的分工非常重要。气候变化领域是国家科技发展的一个重点领域,科技部会给予长期的重点支持,也希望科学家们通过交流能碰撞出更多科学的火花,推动科技进步。本次论坛特别邀请了美国工程院院士、加州大学洛杉矶分校廖国男教授和华盛顿大学傅强教授,他们结合论坛主题分别做了题为"卷云:遥感与气候辐射强迫"和"从卫星观测看全球变暖:平流层污染"的报告。廖国男教授介绍了卫星观测的冬、夏季云的分布、卷云中冰晶的尺度及其在辐射传输中的散射效应,并进一步分析了卷云的直接和间接气候效应,引起了与会代表的强烈兴趣。傅强教授的报告中指出对流层变暖趋势相对地面的增暖趋势小很多,并给出了不同研究的结果,并针对存在的这一事实提出了问题:全球气候模式中是否丢失了一些重要的信息?地面温度资料和对流层温度资料的可靠性如何?从遥感探测手段分析的角度,他提出了分析遥感探测资料时剔除平流层变冷趋势对对流层温度变化趋势影响的方法。与会专家对该问题表现出极大的兴趣,并就此进行了热烈的讨论。
一、论坛反映的主要学术观点和最新研究进展
本次论坛邀请了活跃在我国气候与气候变化及其交叉科技领域的青年学者介绍他们的最近研究进展并展开学术讨论。与会学者围绕气候系统观测系统的建立,气候系统模式的发展,气候变化的事实与成因,气候变化对生态、经济、社会的影响,气候变化的情景预测(预估),气候变化的适应对策和应对战略等科学问题,交流了最新的研究成果和他们对该学术领域未来发展方向的看法,并进行了热烈的研讨和激烈的探讨。
1、外场观测资料在气候模式同化系统中的应用
中国气象科学研究院殷永红博士报告了张人禾研究小组利用ARGO海洋浮标资料改进国家气候中心(NCC)现有海洋资料同化系统所取得的最新进展,该同化系统目前已投入准业务试验运行;该研究小组还通过调整全球热带海气耦合模式的次表层参数化方案,改善了模式对西太平洋海表温度的模拟效果。与会专家就资料质量控制等同化技术问题进行了深入探讨。
2、气候系统模式的最新进展与存在的问题
董文杰研究员介绍了中国气候系统模式发展的总体设想,并提出了目前气候系统模式研发过程中亟待解决的学术环境、经费支持、计算条件等关键问题。王斌研究员和陈德辉研究员分别介绍了中科院大气所和中国气象科学研究院气候系统模式发展的最新成果。专家们同时也指出了在模式物理化学生物过程、空间范围和分辨率以及模拟能力等方面与国际先进水平的差距,目前模式发展所面临的问题:缺乏对气候系统模式发展持续稳定的支持,针对模式发展的顶层设计和统一规划还不够,一个能够有利于潜心发展模式的环境和氛围尚未完全形成;缺乏支持气候系统模式发展的气候观测系统及资料信息以及相当的计算能力。与会专家充分肯定了我国气候系统模式研究的成绩,但同时建议要加大支持力度、进一步加强各部门的合作与交流,集中力量,争取早日研发出适合中国气候特点的、具有国际先进水平的气候系统模式。
3、气候变化事实的检测和成因分析
来自国家气候中心的任国玉研究员、中国气象科学研究院的赵平研究员、中国科学院青藏高原研究所的康世昌博士、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的王可丽研究员、兰州大学的张镭教授和王澄海教授等六位专家分别就中国气候变化事实的检测、近300年来冰芯记录所揭示的北太平洋阿留申低压的变化特征、北太平洋海冰异常对东亚夏季风降水的影响机制、西南季风和西风带槽/脊对我国北方水汽输送的影响、大气气溶胶辐射强迫及其气象气候效应、冰冻圈的气候效应等关键问题进行了深入研究,并与与会专家进行了充分的讨论。
4、气候变化对生态系统的影响
气候变化的影响涉及到地球系统各圈层。中国科学院植物研究所周广胜研究员从气候学与生态学的交叉问题出发,深入阐述了气候变化对生态系统的影响,指出了生态学侧重于定性分析,而气象学更强调定量计算,由此导致两个学科缺乏足够的交叉点。中科院大气物理研究所何勇博士介绍了末次冰盛期以来中国陆地植被净初级生产力的模拟结果。
5、气候变化的情景预测(预估)
美国国防部关于气候突变的"秘密报告",首次将气候变化问题提升到事关国家安全的高度。国家气候中心罗勇研究员以"21世纪中国会发生气候突变吗?"为题介绍了美国五角大楼"秘密报告"出台的背景、主要内容,并从科学上对报告内容进行了客观的分析。从目前温盐环流的变化看中国突然变冷的可能性是非常小的;但是二十一世纪一十年代末到二十年代初期中国雨型可能会发生变化。针对中国区域气候转型的可能性与不确定性,北京大学钱维宏教授从资料分析的角度给出了中国不同区域气温和降水变化的突变时间,中国东部季风区的环流和降水最近的转型发生在1979年,在已经认识的中国东部季风区降水60~70年振荡周期的基础上,预估了下一次降水距平转型的可能时间。与会专家就此展开了激烈的讨论,专家们一致认为目前的气候预估尚存在很大的不确定性。如何正确认识气候变化预估中存在的这种不确定性,对制定正确的适应对策和应对战略至关重要。在认识未来气候变化情景预测的不确定性时应注意:既不能把不确定的情景预估作为确定的预测,又不能将不确定性等同于无实际价值;任何预测和预估都包含不确定性,但任何包含不确定性的科学预测和预估都有它确定性的成份;不断减少已知的不确定性,不断发现新的不确定性并进一步减小是气候预估工作必然经历的科学探索之路。
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所李栋梁研究员从太阳黑子周期和高原加热场两个角度分析了中国北方沙尘暴频数变化的原因,指出未来沙尘暴可能增加,但是也有专家提出,在过去几十年我国沙尘天气日数总体上呈减少趋势,该问题尚需进一步研究和探讨。
6、气候变化的适应对策和应对战略
国家发展和改革委员会、国家气候变化对策协调小组办公室孙翠华高工在介绍我国经济社会发展现状的基础上提出了制定气候变化国家战略的几点思考。她强调目前我国参加气候变化国际谈判面临的形势和任务,分析了应对气候变化的目标、原则、重点领域,具体提出了我国适应气候变化的实施对策。来自国家发展和改革委员会能源研究所的徐华清研究员、中国人民大学环境学院的邹骥教授和中国社会科学院可持续发展研究中心的陈迎博士分别就减缓气候变化的政策与对策、适应气候变化的背景、概念与战略以及减缓气候变化对中国工业化进程的挑战等重要问题进行了深入阐述,并提出了我国在适应和减缓气候变化问题上应重点考虑的战略对策和措施,指出我国应以发展为目标,在可持续发展的框架下,同时考虑长期减缓治本和短期适应治标的双重任务,制定应对气候变化的有关措施和相应的行动计划。该议题引起了与会专家的极大兴趣,并呼吁为做好气候变化适应对策和减缓工作,应对相关基础研究给以足够的支持。
二、与会专家达成的共识及相关建议
通过此次各位青年专家紧张而富有成效的讨论,就今后的气候和气候变化研究的重点领域达成共识,并提出以下建议:
1、加快我国气候系统模式的研发
各圈层耦合的气候系统模式是了解气候变化的规律、理解气候变化机理,特别是预估未来气候变化及其影响的最重要工具。要预知未来气候变化并探讨适应策略,必须发展气候系统模式,借助于先进的高性能计算机,通过数值计算获得未来气候演变的情景预估结果,以进一步确定未来环境(生态)的变化及对经济、社会的影响。与会专家呼吁:(1)国家应对气候系统模式研发方面给予持续稳定的支持,组建一支长期稳定的"气候系统模式"研发队伍,争取早日研制出适合我国区域气候特点的、能够具有较好业务能力的气候系统模式;(2)充分发挥中国气候系统模式研究专家咨询委员会的作用,协调模式研发中的各种技术和人才储备,推进模式研发的进程;(3)坚持"边研究、边试验、边应用"的原则,建立标准化、模块化、多种尺度结合的科研与业务应用共同的模式体系;(4)建立峰值性能较高的高性能大规模并行计算机系统,以作为发展气候系统模式的必要和有力的硬件支撑。
2、进一步加强气候变化的事实、归因及其影响的研究
地球气候系统是多圈层相互作用的复杂系统,目前很多机制尚不清楚,需要利用现有资料进一步分析气候变化的规律及其成因。尤其应注重:(1)气候突变及其原因的研究;(2)不同大气成分,特别是气溶胶组分的区域气候效应,包括物理、化学和生物过程等相互作用;(3)冰冻圈在气候变化中的作用及其对气候变化的响应;(4)海洋在气候系统的作用,尤其温盐环流在气候系统中的作用及其对全球变暖的响应;(5)以及模式在气候变化检测、归因中的应用。气候变化已经、正在、并将继续对生态、经济和社会产生多层次、多方位的影响,很多影响是负面的和不利的。正确分析和认识气候变化带来的影响是我们制定适应对策和应对战略的必要前提。今后应继续并加强对生态、经济、社会等各方面的综合影响研究。
3、统一规划,加快制定我国应对气候变化的国家战略
气候变化问题是一个涉及科学、经济、政治、安全等跨学科、多领域的问题,直接关系国家利益。必须尽快组织、认真研究制定我国适应和减缓气候变化的总体规划,包括应对气候变化所引起的能源和产业结构调整问题。统一规划外交、经济、能源等方面的应对策略和行动,将自然科学、社会科学和国情研究有机地结合起来,加强对应对气候变化与国家安全对策的研究,建立国家应对极端天气、气候事件的机制,并将其纳入国家重大突发事件的应急反应系统中,使应对气候变化问题成为促进我国可持续发展和保证国家安全的基础。
4、应加快实施气候系统观测计划
气候变化是大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈五大圈层相互作用的结果,第一手、高质量的气候观测资料是开展一切气候变化研究的基础。而气候系统观测系统(国际上称之为GCOS)的建立是获得资料的唯一途径。我国非常需要尽快实施中国的"气候系统观测"(即CCOS)计划,建立高质量、连续、均一的空基、天基和地基三位一体的立体气候观测系统。同时,注意抢救历史资料,完善资料管理系统,通过各部门的协调合作,实现真正意义上的资料共享。并在此基础上,积极开展各种先进同化技术的研究,进一步充分利用历史的、常规和非常规的观测资料(卫星、雷达、浮标、飞机观测等),进行气候变化事实、归因、影响的分析,并进而推进气候系统模式发展和气候变化相关领域的研究工作。
与会专家反映,本次论坛充分体现了学科的交融和碰撞,来自不同学科的青年科学家齐聚一堂、畅所欲言,共同探讨气候与气候变化研究领域的发展动向,在相互的交流与讨论中与会专家获得了许多启发和研究思路,论坛活动的讨论既有深度也有广度,讨论非常有益,开阔了思路、活跃了思维,收获颇丰。建议以后多组织此类学术交流活动,推动气候系统模式发展与气候变化应对战略的尽快制定和实施。