每時(shí)每刻的新挑戰(zhàn)
2018-03-08 16:31:40傅宗玫
知識(shí)就是力量
2018年3期
傅宗玫
地球大氣是一個(gè)極度復(fù)雜的流體。大氣中的水在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)之間不斷轉(zhuǎn)換，在不同地方成云致雨，形成干旱和濕潤(rùn)的氣候區(qū)。大氣里還有上萬種其他化學(xué)物質(zhì)，有的能吸收陽光或紅外線使地球表面變熱，有的能反射陽光使地球表面變冷。
大氣科學(xué)研究?jī)纱笫侄?/h3>
面對(duì)大氣這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，我們?nèi)绾窝芯克兀看髿饪茖W(xué)研究人員有兩大手段：觀測(cè)和數(shù)值模式。我們研制各種各樣的儀器設(shè)備，裝置在地面，或搭載在氣球、飛機(jī)、人造衛(wèi)星上，測(cè)量大氣的物理化學(xué)性質(zhì)及其變化。科研人員們分析觀測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)大氣現(xiàn)象，并對(duì)形成這些現(xiàn)象的過程提出假說。可是，大部分情況下我們不能對(duì)大氣做控制和對(duì)照實(shí)驗(yàn)，那么如何驗(yàn)證這些假說呢？這就需要大氣數(shù)值模式了。簡(jiǎn)單地說，數(shù)值模式總結(jié)了我們目前對(duì)大氣物理化學(xué)過程全部的認(rèn)識(shí)，并以數(shù)學(xué)形式寫下來，成為一個(gè)近似于真實(shí)大氣的“模型”。我們可以用這個(gè)模型做各種“實(shí)驗(yàn)”來檢驗(yàn)假說。
例如，我們提出一個(gè)假說：人為活動(dòng)排放的二氧化碳是造成全球溫度上升的主因。研究人員用大氣數(shù)值模式做一個(gè)控制實(shí)驗(yàn)，其中大氣化學(xué)成分全部來自自然界;另外再做一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其中大氣加入人為活動(dòng)排放的二氧化碳。比對(duì)兩個(gè)數(shù)值模式的結(jié)果，就能檢驗(yàn)人為活動(dòng)排放的二氧化碳是否造成全球變暖。當(dāng)然，數(shù)值模式的結(jié)果必須和觀測(cè)相符。如果模式結(jié)果不符合觀測(cè)，代表這個(gè)“模型”還不夠好，與真實(shí)大氣還有差異，那么就需要進(jìn)一步研究大氣物理化學(xué)過程，改進(jìn)數(shù)值模式。……
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