主編語
自古以來,人們不斷探索,試圖揭開大自然神秘的面紗,但隨著人類認知水平的不斷提升,“科學”唯一確定的屬性——“不確定”逐漸被認知并認可。在大氣科學領域,美國著名氣象學家E. N. Lorenz于1963年對大氣“混沌現象”進行了系統闡述。在進行數值模式的計算中,他發現天氣系統的演變結果對初始狀態具有極強的敏感性,也就是我們所熟知的蝴蝶效應:“一只南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以后引起美國得克薩斯州的一場龍卷風。”基于這一對混沌現象的揭示,引發了對大氣可預報性的持久、廣泛討論和研究。
Lorenz在1965年又提出了線性奇異向量理論,開啟了對可預報性問題的定量研究。他指出當初始擾動充分小、時間短時,可以將非線性項略去,從而消除非線性帶來的困擾。但線性理論的缺陷是明顯的,隨著誤差的很快增長,線性方程便不再適用。穆穆等提出了條件非線性最優擾動(CNOP),克服了線性奇異向量理論的局限性,該方法被用于ENSO可預報性、臺風目標觀測等的方面的研究。本期主打文章《條件非線性最優擾動(CNOP):簡介與數值求解》(P6),介紹了條件非線性最優擾動(CNOP)的定義及其在大氣和海洋等可預報性研究中的應用。
大氣科學研究的最終目的是為各行各業提供有針對性的天氣服務,本期“氣象服務”專欄的3篇論文和1篇論壇文章分別介紹了全國80cm地溫分布特征及預測方法(P42)、伊犁河流域融雪型洪水危險性評價與區劃(P35)、基于消息的氣象服務數據加工流水線設計(P49),以及虛擬現實技術在氣象影視節目中的應用(P59),為地下管道選址施工、氣象防災減災,以及氣象傳播方式的改進提供了方法與建議。也為本刊即將推出的“進展報告2017:氣象服務”進行預熱。
近期于西安召開的第33屆中國氣象學會年會聚集了眾多來自各個部門的氣象從業人員,會議為彼此的科研和業務交流搭建了一個很好的平臺。本刊特別組織了有關“數值模式產品應用與評估”和“互聯網+與氣象服務”兩個分會場的評介, 以期使讀者能對會議討論內容有所了解。。
氣象臺站作為現代氣象科學最早的象征和其發展演變的見證,已經成為氣象文化史中物質文化的重要組成部分,是外界認識氣象文化最直接的載體。本期“往事鉤沉”欄目推出了全新的板塊——“臺站巡禮”,首期刊載的兩篇文章分別聚焦于近代湖北海關氣象觀測站與民國時期嶺南大學的菲文氣象觀測站。這一板塊的設立,希望能夠客觀整理和呈現這一段歷史,客觀描述其對中國氣象史的影響。
許小峰