天气预报的准确性影响着我们的日常生活。知道是否会下雨有助于您做出相应的计划：衣服、交通，以及暴风雨时的安全。
气象学家考虑给定时间的观测结果，并根据他们的模型，在两周内每六个小时进行一次预测。如果预测是错误的——“正如他们所说的那样，这是一场预测的破灭，”地球物理科学教授蒂芙尼·肖（Tiffany Shaw）解释说——气象学家可以找出问题所在，并相应地改进模型。
气候预测的工作方式大致相同，只是可能需要数年甚至数十年的时间才能确定预测是否是萧条。40多年来，像Shaw这样的物理气候科学家一直在预测全球气候在历史时期的变化，以及在不同的排放情景下，全球气候在21世纪会如何变化。
现在，我们真的进入了一个预测信号开始出现在观测中的时代，科学家们可以问：这些变化是否与我们预测的一致？如果没有，我们的模型是否有问题，或者我们只是看到了气候的自然变化？
Shaw希望作为与美国国家海洋和大气管理局合作的新项目的一部分来回答这些问题。
季节性风暴强度
Shaw 过去的工作主要集中在化石燃料燃烧导致的“未来预兆”上，对大气对人为气候变化的反应进行了广泛的研究，包括形成所谓风暴轨迹的中纬度天气系统（高点和低点）的反应。特别是，理论和几代气候模型都预测，在南半球，风暴应该在整个冬季变得更强;风或温度波动应该增加，降水应该变得更加极端。
“在北半球，我们的模型预测风暴在夏季应该会变弱，即使它们一开始就已经变弱了。
此后，这一预测得到了证实;它在数据中。“因此，我们对模型的要求是：它是否出于正确的原因得到了正确的答案？我们需要的模型不仅要捕捉到夏季风暴减弱的信号，还要捕捉到观测背后的物理机制，“Shaw解释道。
在南半球，存在明显的低估，该研究将通过观察新出现的信号的物理机制并测试不同的假设来理解为什么存在这种差异。
Shaw 的项目“通过观测对抗气候模式趋势：温带风暴轨迹及其相关极端事件”是 NOAA 建模、分析、预测和预测计划的一部分，该计划支持地球系统模型和分析的开发和应用的进步，以帮助社会为气候变化的影响做好准备。
Shaw 是这个为期三年的项目的首席研究员，与美国国家大气研究中心科学家 Isla Simpson 博士合作担任联合 PI，并与 NOAA 地球物理流体动力学实验室科学家 Pu Lin 和 Zhihong Tan 合作。
该团队将利用过去四十年的观测结果，包括地面和卫星对辐射、降水、温度和云的测量，并将它们结合起来，以便与现有的气候模型预测进行比较。目标是以相同的时间频率对同一网格上的相同变量进行量化，以便进行同类比较。
NOAA将提供许多基于观测的数据以及NOAA实验室开发的强大模型。比较的起点是确定SPEAR（无缝预测和地球系统研究系统）的趋势，这是一个从1921年延伸到21世纪末的高分辨率气候模型，它“突破了我们所能用最细粒度的分辨率做出的最高质量预测的界限。
Shaw说，SPEAR数据将与其他一系列较低分辨率的气候模型预测进行比较，以“探测模型预测并测试模型分辨率是否可能是某些差异的根源”。该研究还将对气候模型预测与迄今为止在所有地区和其他季节进行的观测进行最全面的比较，特别是当它们与极端天气事件有关时。
气候工程
该项目的一个特别重点是陆地上的风暴跟踪，特别是北美。风暴在海洋上很常见，但陆上风暴影响了“我们的生活方式，”肖指出，“影响了我们社会的形成方式，影响了农业和基础设施。至关重要的是，气候预测要尽可能准确，以“让社会为已经发生的事情做好准备，但也要为将继续发生的事情做好准备”。
Shaw说，这也超越了准备工作，并引用了由地球物理科学教授David Keith领导的芝加哥大学新的气候系统工程计划。
“我们能够设计气候的想法取决于我们理解和预测气候的能力。如果科学家想以某种方式扰乱气候系统以达到预期的结果，那么对他们来说，了解这一行动将如何发挥作用至关重要，而气候模型是实现这一远见的关键。
“我认为我的同事（也是CSEi执行委员会成员）大卫·阿切尔（David Archer）是描述气候工程的最佳方式，”肖说：“无论我们喜欢与否，我们都处于主导地位。
准确的预测将帮助我们为骑行做好准备。
本文改编自物理科学部网站。
新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://news.uchicago.edu/story/storm-signals