今年夏天，中國許多地方經(jīng)受了長時間的高溫?zé)崂?，而北半球的歐洲同樣受到高溫影響，英國氣象局7月18日發(fā)布了歷史上第一個異常高溫紅色警告，部分地區(qū)氣溫首次突破40℃。極端天氣頻發(fā)，氣候變化關(guān)乎著人類未來命運(yùn)。

中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系特聘教授穆穆。 復(fù)旦管院 供圖

11月19日，中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系特聘教授穆穆在云端做客2022復(fù)旦大學(xué)管理學(xué)院科創(chuàng)周系列活動“科創(chuàng)先鋒論壇·科學(xué)之問”，發(fā)表以“大氣與未來地球的宜居性”為主題的演講。

馬克·吐溫曾說：“每個人都談?wù)撎鞖?，但是很少有人為它做點(diǎn)什么?！钡谀履驴磥恚艾F(xiàn)在，人類影響了天氣，影響了氣候。未來，我們?nèi)祟惸転樘鞖鈿夂蜃龀鲎约旱呢暙I(xiàn)?！?/p>

以1995年諾貝爾化學(xué)獎表彰的三個大氣化學(xué)獎為例，其主要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)南極臭氧層空洞的形成和氟利昂的排放有極大的關(guān)系，最終促進(jìn)了《蒙特利爾議定書》的簽訂，約99%淘汰了消耗臭氧層的物質(zhì)，對人類社會的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。

大氣科學(xué)研究的意義不言而喻。穆穆介紹，其主要構(gòu)成包括觀測與相關(guān)的觀測設(shè)計(jì)、認(rèn)識與理解大氣、數(shù)值模擬與預(yù)測三部分。一方面可以對高影響的海氣環(huán)境事件做出有價值的預(yù)報(bào)，如臺風(fēng)、霧霾、風(fēng)暴潮等；另一方面要應(yīng)對氣候變化，幫助政府制定政策，如當(dāng)前倡導(dǎo)的碳中和、碳達(dá)峰等。

雖然大氣科學(xué)領(lǐng)域碩果累累，但隨著全球變暖，近年來全球各地極端天氣、氣候事件多發(fā)，人類的預(yù)報(bào)頻頻失誤。穆穆指出，誤差的背后有三個原因：一是受儀器等影響，觀測存在誤差；二是人類對自然界的認(rèn)識還不充分、不全面，模式存在誤差；三是氣候本身是一個相當(dāng)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，難以在預(yù)報(bào)模式里準(zhǔn)確描述。

在地球科學(xué)世界難題中，氣候問題也有四問：人類是否可以阻止全球氣候變化？過量的二氧化碳可以存到什么地方？人類能否很好地做出預(yù)報(bào)？關(guān)于未來氣候變化，假如地球上的冰川融化了，海平面能升到多高，對于上海這樣的濱海城市有多大的影響？

現(xiàn)在，大氣科學(xué)界正在重點(diǎn)研究無縫隙預(yù)報(bào)系統(tǒng)?！拔覀兿Ｍ軌虬严颀埦盹L(fēng)這種時間尺度只有幾分鐘、十幾分鐘，到臺風(fēng)時間尺度為幾天，再到氣候半年、一年以及到年代性的變化、氣候預(yù)測都能夠無縫隙地進(jìn)行預(yù)報(bào)。”穆穆說，“當(dāng)然，這是一個非常有挑戰(zhàn)性的、需要慢慢努力的課題。”

在這一方面，穆穆所領(lǐng)導(dǎo)的課題組主要在做兩件事：提出條件非線性最優(yōu)擾動（CNOP）方法來研究天氣氣候事件，指導(dǎo)目標(biāo)觀測與集合預(yù)報(bào)，這在2020-2022年的幾次臺風(fēng)預(yù)報(bào)中已經(jīng)取得了較理想的效果；同時關(guān)注北極，希望為北極觀測提供科學(xué)指導(dǎo)，將其作為提高長時間天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵途徑之一。