氣候系統(tǒng)研究與HUBEX

■ 許小峰

1 HUBEX的歷史與科學(xué)背景

1998年中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究十大新聞評(píng)選中，大氣科學(xué)研究四大試驗(yàn)名列第九，其中，淮河流域能量和水分循環(huán)試驗(yàn)和研究（HUBEX）是四大科學(xué)試驗(yàn)之一。若追溯HUBEX項(xiàng)目的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間，該計(jì)劃1995年就已開(kāi)始，分為四個(gè)階段進(jìn)行，即1995—1996年的準(zhǔn)備階段、1997—1999年的實(shí)施階段、1999—2000年的研究階段和2000年的總結(jié)階段。1998年啟動(dòng)的試驗(yàn)正是在做了充分準(zhǔn)備后，正式進(jìn)入到實(shí)施階段。

盡管在中國(guó)年度科技新聞中占有一席之地，但若僅將HUBEX作為在中國(guó)開(kāi)展的一個(gè)或一組獨(dú)立的科學(xué)試驗(yàn)，格局則有些窄了。實(shí)際上，HUBEX無(wú)論是從時(shí)間、空間，還是科技內(nèi)涵上，都有著更廣泛的時(shí)代背景和深刻的內(nèi)在價(jià)值，與國(guó)際地球科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程有著密切的關(guān)聯(lián)。

談到HUBEX及在同一時(shí)期開(kāi)展的諸多地球科學(xué)相關(guān)試驗(yàn)，一個(gè)重要的背景是人們對(duì)氣候問(wèn)題及重要性的認(rèn)識(shí)取得了整體性的提升和共識(shí)；標(biāo)志性的事件是1974年在斯德哥爾摩召開(kāi)的世界氣象組織（WMO）和國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟理事會(huì)（ICSU）聯(lián)合召開(kāi)的“氣候的物理基礎(chǔ)及其模擬”國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)，會(huì)上明確地提出了“氣候系統(tǒng)”的概念，將氣候系統(tǒng)作為大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈相互作用的整體。這一事件為氣候問(wèn)題和地球科學(xué)的研究拓展了新的空間，是一次開(kāi)創(chuàng)性、戰(zhàn)略性的轉(zhuǎn)變，明確了完整、系統(tǒng)地思考?xì)夂騿?wèn)題的新思路和方法，使各領(lǐng)域的專(zhuān)家逐步從單一學(xué)科的研究走向系統(tǒng)和綜合。

促使科學(xué)界關(guān)注和向氣候系統(tǒng)研究轉(zhuǎn)變的，還有其他一些重要事件。例如，在20世紀(jì)70年代，世界上許多地區(qū)出現(xiàn)了歷史罕見(jiàn)的嚴(yán)重干旱和其他氣候異?，F(xiàn)象，對(duì)全球糧食生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響，特別是1968—1973年非洲一些地區(qū)出現(xiàn)大旱，造成數(shù)十萬(wàn)人死亡，引起全球?qū)夂騿?wèn)題的關(guān)注。第一屆世界氣候大會(huì)于1979年2月12—23日在日內(nèi)瓦舉行，名稱(chēng)確定為“世界氣候大會(huì)——?dú)夂蚺c人類(lèi)”，來(lái)自50多個(gè)國(guó)家的約400人出席了會(huì)議。會(huì)議通過(guò)了“世界氣候大會(huì)宣言”，提出鑒于氣候會(huì)影響到人類(lèi)社會(huì)的諸多領(lǐng)域，世界各國(guó)要充分利用現(xiàn)有的氣候知識(shí)，評(píng)估氣候發(fā)生的變化及其人為造成的影響。

此外，地球環(huán)境問(wèn)題從另一角度提醒了人類(lèi)活動(dòng)所造成的負(fù)面影響，1972年6月在瑞典斯德哥爾摩召開(kāi)的聯(lián)合國(guó)第一次人類(lèi)與環(huán)境會(huì)議上，1300多名代表通過(guò)了《人類(lèi)環(huán)境宣言》《人類(lèi)環(huán)境行動(dòng)計(jì)劃》等文件，58個(gè)國(guó)家、152位成員參與完成的報(bào)告——《只有一個(gè)地球：對(duì)一個(gè)小行星的關(guān)懷和維護(hù)》是第一份關(guān)于人類(lèi)環(huán)境問(wèn)題的完整報(bào)告，提出了“只有一個(gè)地球，人類(lèi)應(yīng)該同舟共濟(jì)”的理念（圖1）。

在技術(shù)方面，1950年，美國(guó)氣象學(xué)家查尼等人率先成功在計(jì)算機(jī)上輸出了第一張數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果，開(kāi)創(chuàng)了天氣預(yù)報(bào)進(jìn)入到客觀、定量制作的新階段。1975年歐洲中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）正式成立，很快就確立了在世界數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)取得快速進(jìn)步的同時(shí)，人們?cè)诓粩嗵剿鞲倪M(jìn)數(shù)值模式的進(jìn)程中，也意識(shí)到了大氣系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性使得大氣初始場(chǎng)信息會(huì)隨時(shí)間迅速衰減，難以跨越兩周的時(shí)間門(mén)檻。著名美國(guó)氣象學(xué)家洛倫茨1963年發(fā)表了一篇堪稱(chēng)經(jīng)典的論文《確定性的非周期流》，用一個(gè)非常簡(jiǎn)單的云對(duì)流數(shù)值積分預(yù)報(bào)模型，在計(jì)算過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大氣運(yùn)動(dòng)存在的混沌現(xiàn)象，限制了其可預(yù)報(bào)性。這篇論文發(fā)表后十多年才受到廣泛關(guān)注，被稱(chēng)之為混沌理論，并以“蝴蝶效應(yīng)”的形象比喻影響到了諸多學(xué)科。按洛倫茨的推論，超過(guò)一定時(shí)間范圍后，大氣初值信息就會(huì)消失殆盡，這個(gè)時(shí)間期限大約為兩周。這一在天氣預(yù)報(bào)研究進(jìn)程中有些令人沮喪的結(jié)論，使不少在積極探索延長(zhǎng)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)時(shí)效的科學(xué)家多少感到困惑，但并沒(méi)有使人們止步于此，而是在如何提高可預(yù)報(bào)性這一問(wèn)題上進(jìn)一步加強(qiáng)了探討和實(shí)踐，如努力提升初始場(chǎng)的完整性和精度，減少計(jì)算過(guò)程中的誤差，改進(jìn)數(shù)值模式的性能等。另一個(gè)重要舉措則是如何利用可以影響大氣長(zhǎng)期變化的外界因子，或被稱(chēng)為對(duì)大氣長(zhǎng)期變化有重要影響的氣候信號(hào)，如海洋、陸面、冰雪、植被等，這些也正是氣候系統(tǒng)所涵蓋的重要成員，如能把握這些具有強(qiáng)記憶因子的變化規(guī)律，再研究其與活躍大氣之間的約束關(guān)系，顯然有助于延長(zhǎng)對(duì)大氣演變的預(yù)測(cè)時(shí)效。

1979年2月在日內(nèi)瓦召開(kāi)的世界氣候大會(huì)上還擬定了世界氣候計(jì)劃（WCP），并在當(dāng)年舉行的第八次氣象大會(huì)上得到批準(zhǔn)。這是一個(gè)完整的設(shè)計(jì)，涵蓋了氣候問(wèn)題的各個(gè)方面，包括資料、研究、應(yīng)用、氣候與人類(lèi)活動(dòng)的相互影響等，反映了這一時(shí)期對(duì)氣候問(wèn)題認(rèn)識(shí)的重要變化和進(jìn)展。同時(shí)也是響應(yīng)第一屆世界氣候大會(huì)的要求，制定計(jì)劃和采取具體措施提升對(duì)氣候問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，評(píng)估氣候發(fā)生的變化及人類(lèi)活動(dòng)造成的影響。

2 GEWEX與HUBEX

前節(jié)所述對(duì)氣候問(wèn)題認(rèn)識(shí)和研究的歷史背景與HUBEX又有怎樣的具體關(guān)聯(lián)呢？這就涉及到了在WMO和ICSU共同承擔(dān)的WCRP計(jì)劃（1993年，政府間海洋學(xué)委員會(huì)IOC加盟，圖2）。按照預(yù)定的目標(biāo)要求，經(jīng)過(guò)了大約10年左右的努力，圍繞WCRP兩個(gè)重要研究目標(biāo)，即氣候的可預(yù)測(cè)性與人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候的影響，形成了若干個(gè)核心計(jì)劃，如熱帶海洋和全球大氣研究計(jì)劃（TOGA，1985—1994年，已完成）、世界大洋環(huán)流試驗(yàn)（WOCE，1982—2002年，已完成）、全球能量與水循環(huán)試驗(yàn)（GEWEX）、平流層過(guò)程及其在氣候中的作用（SPARC）、北極氣候系統(tǒng)研究（ACSYS，1994—2003年，已完成）等，后期又增加了氣候變率及其可預(yù)報(bào)性（CLIVAR，1995開(kāi)始）、氣候與冰凍圈（CliC，2000年開(kāi)始）兩項(xiàng)核心計(jì)劃，并啟動(dòng)了耦合氣候模式比較計(jì)劃（CMIP，1995 年開(kāi)始）、國(guó)際區(qū)域協(xié)調(diào)氣候降尺度試驗(yàn)（CORDEX，2009年開(kāi)始）等重點(diǎn)計(jì)劃。其中著名的GEWEX試驗(yàn)于1988 年開(kāi)始啟動(dòng)、準(zhǔn)備，于1990年12月被正式批準(zhǔn)，成為WCRP的重點(diǎn)核心項(xiàng)目，并延續(xù)至今。

圖2 WCRP目前的核心計(jì)劃

GEWEX是一個(gè)時(shí)間跨度超過(guò)了20年的國(guó)際執(zhí)行計(jì)劃，按初期設(shè)計(jì)，1990—2002年為啟動(dòng)準(zhǔn)備階段，2003—2012年為全面實(shí)施階段，目標(biāo)是在全球觀測(cè)和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)資料進(jìn)行數(shù)值同化處理，研究海洋、陸面與大氣間的能量與水分的相互作用、影響及對(duì)氣候環(huán)境的反饋，并將成果應(yīng)用于預(yù)報(bào)模式，改善蒸散發(fā)和降水的模擬能力，提高大氣輻射和云霧模擬的精度，最終達(dá)到改進(jìn)氣候模式、指導(dǎo)全球及區(qū)域的氣候變化預(yù)測(cè)的目的。

選擇能量與水循環(huán)變化為切入點(diǎn)開(kāi)展全球性試驗(yàn)研究，可以看出在認(rèn)識(shí)氣候問(wèn)題上出現(xiàn)的系統(tǒng)性轉(zhuǎn)變，開(kāi)始從不同圈層相互作用的角度來(lái)理解氣候系統(tǒng)的變化規(guī)律。地球上不同相態(tài)的水與能量收支及分布是密不可分的，水汽、云、冰、雪等水的不同形態(tài)對(duì)地球的輻射收支有著重要影響，從而關(guān)系到大氣與陸面、海面的能量收支狀況。蒸發(fā)到大氣中的水汽是地球上最重要、最豐富的溫室氣體，也是大氣能量的重要載體；不同高度的云在大氣冷暖變化中起著重要的調(diào)節(jié)作用；而形成的降雨則影響著海陸水量的存儲(chǔ)與大陸流向海洋的徑流變化。因此，對(duì)水循環(huán)過(guò)程的認(rèn)識(shí)成為預(yù)測(cè)氣候演變的最高優(yōu)先考慮因素之一，GEWEX的目標(biāo)則是要研究水的蒸發(fā)、云的形成和降水過(guò)程整個(gè)周期的變化。而對(duì)這一演變過(guò)程，無(wú)論是觀測(cè)與數(shù)據(jù)、理解與認(rèn)識(shí)還是數(shù)值模擬與預(yù)測(cè)都存在很大差距，啟動(dòng)這項(xiàng)龐大的研究試驗(yàn)計(jì)劃確實(shí)抓到了氣候系統(tǒng)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。

但實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃也面臨著極具挑戰(zhàn)的困難，如何將各類(lèi)觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行、資料分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與同化、氣候系統(tǒng)模式研發(fā)等協(xié)調(diào)在一個(gè)試驗(yàn)計(jì)劃內(nèi)，還要考慮全球與區(qū)域的差異、氣候的地理分布特征等，靠一個(gè)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)是難以支撐如此復(fù)雜的試驗(yàn)體系架構(gòu)的，需要通過(guò)若干個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)。為此，GEWEX在全球確定了五個(gè)試驗(yàn)區(qū)：美國(guó)密西西比河流域的GEWEX大陸尺度試驗(yàn)區(qū)、加拿大麥肯茲克（Mackenzic）GEWEX研究區(qū)域、歐洲波羅的海試驗(yàn)區(qū)域、南美洲亞馬孫河大尺度大氣水汽平衡試驗(yàn)區(qū)及亞洲季風(fēng)試驗(yàn)區(qū)（GAME）。而GAME又在東亞劃分了四個(gè)試驗(yàn)區(qū)，中國(guó)東部的江淮流域被劃為四個(gè)試驗(yàn)區(qū)之一，另三個(gè)為南海季風(fēng)試驗(yàn)（SCSMEX）、GAME-Tibet（青藏高原試驗(yàn)）和 GAME-Tropics（亞洲熱帶試驗(yàn)）。

圖3 是G E W E X 第一階段的戰(zhàn)略實(shí)施示意圖，首先是在全球范圍內(nèi)建立區(qū)域性關(guān)鍵試驗(yàn)區(qū)，通過(guò)區(qū)域過(guò)程研究提升對(duì)能量和水循環(huán)過(guò)程的認(rèn)識(shí)，改進(jìn)中尺度模式的地表耦合和云參數(shù)化過(guò)程，并通過(guò)加強(qiáng)全球觀測(cè)提升全球模式的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候變化的預(yù)測(cè)能力改進(jìn)，促進(jìn)對(duì)水資源的合理利用。從圖中可以看到中國(guó)華東地區(qū)作為GAME一個(gè)試驗(yàn)區(qū)的具體范圍，即HUBEX開(kāi)展試驗(yàn)的區(qū)域。

淮河流域作為GEWEX/GAME的一個(gè)試驗(yàn)區(qū)，其觀測(cè)和研究結(jié)果對(duì)全球能量與水循環(huán)試驗(yàn)研究具有重要作用，同時(shí)對(duì)于淮河流域的天氣、氣候與水循環(huán)的研究也極具價(jià)值。初夏是江淮梅雨鋒的活躍期，受亞洲季風(fēng)、中緯度冷空氣和副熱帶高壓的共同影響，特別是西南季風(fēng)和副熱帶高壓外圍的東南氣流向鋒區(qū)的水汽輸送，對(duì)大范圍降水和中尺度暴雨的維持起到重要作用，常造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，并直接影響這一流域水文和水循環(huán)過(guò)程。不同陸面條件下產(chǎn)生的降水性質(zhì)也有很大差別，從而影響到區(qū)域旱澇變化。這也正體現(xiàn)了在該區(qū)域開(kāi)展氣象、水文加密觀測(cè)試驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)研究所具有的特殊意義。

HUBEX試驗(yàn)區(qū)主要由γ中尺度、β中尺度和α中尺度相嵌套的觀測(cè)區(qū)組成（圖4）。γ中尺度觀測(cè)區(qū)設(shè)在阜陽(yáng)、蚌埠、合肥、六安、金寨一線(xiàn)約（140×150）km2范圍內(nèi)。在γ中尺度區(qū)域外圍嵌套了β中尺度和α中尺度觀測(cè)區(qū)，β中觀測(cè)區(qū)在南京、安慶、武漢、南陽(yáng)、鄭州、濟(jì)南、青島、射陽(yáng)一線(xiàn)約（700×500）km2范圍內(nèi)，α中尺度觀測(cè)區(qū)以28°—40°N，110°—122°E為界，約1200 km×1500 km范圍。

通過(guò)中日合作，在這次試驗(yàn)中引入了一些當(dāng)時(shí)在我國(guó)科研和業(yè)務(wù)上還不具備的觀測(cè)設(shè)備，極大豐富了試驗(yàn)中可獲取的資料種類(lèi)，為完成研究任務(wù)提供了有力支持。在流域范圍內(nèi)布設(shè)了一個(gè)由8部雷達(dá)組成的β中尺度觀測(cè)網(wǎng)（圖5），其中包括3部X波段雙偏振多普勒雷達(dá)（日本名古屋大學(xué)和北海道大學(xué)提供），可以用來(lái)進(jìn)行雙多普勒、三多普勒雷達(dá)同步疊加觀測(cè)。新增加密觀測(cè)還包括湍流通量（動(dòng)量、熱感、水、CO2）、雙通道微波遙感、輻射、梯度風(fēng)、溫度和濕度廓線(xiàn)、土壤熱傳導(dǎo)、土壤水份廓線(xiàn)等。通過(guò)這些觀測(cè)實(shí)現(xiàn)三維大氣運(yùn)動(dòng)、陸氣相互作用、能量與水循環(huán)等過(guò)程的綜合數(shù)據(jù)采集，為進(jìn)一步分析研究、改進(jìn)模式、提升預(yù)報(bào)能力提供了有力支持。

圖4 HUBEX試驗(yàn)區(qū)

圖5 HUBEX雷達(dá)觀測(cè)網(wǎng)

3 延續(xù)HUBEX的現(xiàn)實(shí)意義

在淮河流域持續(xù)了7年左右的HUBEX已過(guò)去20年了，有科學(xué)家提出要延續(xù)這一試驗(yàn)，啟動(dòng)HUBEX二期，是一個(gè)具有繼承性、拓展性和現(xiàn)實(shí)需求的考慮，應(yīng)認(rèn)真規(guī)劃、設(shè)計(jì)，做好前期準(zhǔn)備。

從繼承性和拓展性角度，對(duì)于天氣、氣候、水與能量循環(huán)這些復(fù)雜的系統(tǒng)性問(wèn)題，在認(rèn)識(shí)上還存在大量未解之謎，不可能通過(guò)一次試驗(yàn)解決所有問(wèn)題，20年前啟動(dòng)的HUBEX只能算是一個(gè)起步。近年來(lái)隨著對(duì)天氣、氣候問(wèn)題的持續(xù)研究，認(rèn)識(shí)上的深入也帶來(lái)更多需要解釋的問(wèn)題，如隨著我國(guó)近幾十年來(lái)的快速發(fā)展，加劇了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候、環(huán)境、生態(tài)等領(lǐng)域造成的影響，而這也是在氣候變化領(lǐng)域最受關(guān)注的前沿問(wèn)題，20年前就已提出，但顯然并未完全解決，甚至有些問(wèn)題更為嚴(yán)峻。既是全球性的，也是區(qū)域性的，與氣候系統(tǒng)各圈層相互影響，更呈現(xiàn)其復(fù)雜性，氣溫持續(xù)上升、土地利用、城市化、氣溶膠與溫室氣體的排放、季風(fēng)的強(qiáng)弱、區(qū)域的旱澇、強(qiáng)天氣的頻發(fā)等都與20年前相比有了新的變化，需要切入的問(wèn)題也隨之增多。特別需要關(guān)注的是，在21世紀(jì)初WCRP制定的2005—2015年十年戰(zhàn)略框架“地球系統(tǒng)的協(xié)同觀測(cè)與預(yù)報(bào)（COPES）”中，明確提出了無(wú)縫隙預(yù)報(bào)的概念，這一創(chuàng)新性表述的內(nèi)涵旨在打破中小尺度預(yù)報(bào)、天氣尺度預(yù)報(bào)、季節(jié)預(yù)測(cè)、ENSO預(yù)測(cè)、年際預(yù)測(cè)和氣候變化預(yù)估之間的界限，在統(tǒng)一系統(tǒng)框架內(nèi)開(kāi)展天氣和氣候預(yù)測(cè)研究。這一理念的提出，在國(guó)際上為地球氣候系統(tǒng)的研究開(kāi)拓了新的視野，近20年來(lái)的研究也取得了顯著進(jìn)展， NOAA和ECMWF等都已明確提出了發(fā)展地球系統(tǒng)模式的計(jì)劃，并推動(dòng)實(shí)施。近期，一項(xiàng)引起國(guó)際地球科學(xué)界關(guān)注的進(jìn)展是由ECMWF科學(xué)家尼爾斯·韋迪、彼得·鮑爾和彼得·杜本帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與來(lái)自美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的瓦倫丁·安納塔拉吉合作，在橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室的“頂點(diǎn)”超級(jí)計(jì)算機(jī)上完成了世界上首個(gè)全球1 km網(wǎng)格分辨率的季節(jié)尺度數(shù)值模擬計(jì)算，使用的模式為ECMWF集成預(yù)報(bào)系統(tǒng)（IFS）的改進(jìn)版本。結(jié)果表明，即使在1 km的網(wǎng)格間距下，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的IFS靜力數(shù)值模型也表現(xiàn)良好，這與動(dòng)力氣象學(xué)中的通常理念有些沖突，如此高分辨率模型一般可能會(huì)選擇非靜力方案。這也表明在天氣、氣候預(yù)測(cè)領(lǐng)域中面臨大量基本問(wèn)題有待去探索和揭示，而通過(guò)模擬獲取的大量精細(xì)化信息也為進(jìn)一步分析研究提供了有力條件。

而從現(xiàn)實(shí)需求看，至少?gòu)臉I(yè)務(wù)能力和應(yīng)用服務(wù)的改進(jìn)兩方面應(yīng)予以關(guān)注。隨著監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)技術(shù)的提升，遠(yuǎn)超越了20年前的水平，也進(jìn)一步對(duì)技術(shù)突破和業(yè)務(wù)能力提升有了更高的要求，需要通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，探索如何克服具體難點(diǎn)。在大量新型探測(cè)信息的應(yīng)用、資料同化技術(shù)、參數(shù)化方案的改進(jìn)、多圈層耦合、一體化模式設(shè)計(jì)、高分辨數(shù)值模擬、無(wú)縫隙預(yù)報(bào)的實(shí)現(xiàn)、人工智能技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域，都面臨諸多新問(wèn)題需要解決。2019年6月17日， WCRP聯(lián)合科學(xué)委員會(huì)（JSC）發(fā)布了新的10年戰(zhàn)略規(guī)劃（2019—2028年），提出了未來(lái)10年的四項(xiàng)科學(xué)目標(biāo)，包括對(duì)氣候系統(tǒng)的基本理解、預(yù)測(cè)氣候系統(tǒng)的近期演變、氣候系統(tǒng)的長(zhǎng)期響應(yīng)和構(gòu)建氣候科學(xué)研究與社會(huì)之間的橋梁（圖6）。盡管這些新的目標(biāo)是面向全球氣候問(wèn)題而提出的，但對(duì)于區(qū)域氣候問(wèn)題顯然也有借鑒意義。

圖6 WCRP戰(zhàn)略規(guī)劃2019—2028年四項(xiàng)科學(xué)目標(biāo)

而應(yīng)用服務(wù)方面需求也在迅速增加，自然災(zāi)害防御，氣候變化應(yīng)對(duì)，水資源與清潔能源的開(kāi)發(fā)利用，生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)建設(shè)、環(huán)境、交通、旅游、商貿(mào)、工程等領(lǐng)域都存在與天氣、氣候環(huán)境密切關(guān)聯(lián)，且定量化、精細(xì)化、長(zhǎng)時(shí)效等要求越來(lái)越高，缺少系統(tǒng)、扎實(shí)的科學(xué)試驗(yàn)則難以提供完好的解決方案。一個(gè)現(xiàn)實(shí)情況是近年來(lái)在長(zhǎng)江流域、華南、青藏高原等地的科學(xué)試驗(yàn)一直在持續(xù)進(jìn)行，而淮河領(lǐng)域的研究則不夠活躍，這與其位于我國(guó)南北氣候過(guò)渡帶特殊地理位置的重要性顯然是不相匹配的。

4 結(jié)論

以上從對(duì)氣候問(wèn)題認(rèn)識(shí)的提升到與HUBEX相關(guān)的國(guó)際事件和研究計(jì)劃的角度做了簡(jiǎn)要回顧，包括現(xiàn)實(shí)需求的推動(dòng)、對(duì)科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、重要會(huì)議的召開(kāi)、相關(guān)組織的建立、重要科學(xué)計(jì)劃的實(shí)施和進(jìn)展等，并肯定了重啟HUBEX的設(shè)想。從中可以看到實(shí)際問(wèn)題的發(fā)生和對(duì)科學(xué)問(wèn)題的探索推進(jìn)了對(duì)天氣、氣候及相關(guān)領(lǐng)域研究的深化，如因干旱引起的大范圍饑荒發(fā)生；因人類(lèi)活動(dòng)引起的環(huán)境、生態(tài)、氣候變化問(wèn)題；因不同圈層相互作用引起的地球氣候系統(tǒng)變化的復(fù)雜性；又因系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致需要開(kāi)展大規(guī)模、多領(lǐng)域的科學(xué)試驗(yàn)；對(duì)地球系統(tǒng)的整體研究需要各國(guó)的廣泛合作；對(duì)不同時(shí)空尺度系統(tǒng)變化的認(rèn)識(shí)又推進(jìn)了一體化、無(wú)縫隙框架的建立等。而對(duì)于淮河流域而言，如何跟上需求和科技進(jìn)展的變化，針對(duì)尚未解決的新老問(wèn)題，在HUBEX已過(guò)去20年之際，重新設(shè)計(jì)下一步的規(guī)劃和方案，已到了啟動(dòng)之時(shí)。

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