1.3　关键科学问题

针对变化环境下气象水文一致性被破坏的问题，目前还存在以下亟待解决的关键科学问题：

（1）气候变化条件下数值天气预报模式的不确定性。天气系统本身极为复杂，国际上成熟的各类数值天气预报模式，无论对空气动力学过程概化得多完整，都仍难以刻画真实的大气动力过程。尤其是天气系统在空间上具有明显的区域特性，在时间上呈现高度非稳态特征，各模式自带的参数化方案都存在一定的时空局限性和不确定性，难以适应变化条件。

（2）高强度人类活动对流域洪水过程的影响机制及其不确定性。对流域水循环系统来说，其洪水过程呈现“自然-人工”二元特性，自然产汇流过程具有高度非线性特征且物理机制尚未完全揭示，现有的水文模型在模型结构和参数上都存在较大的不确定性；随着人类活动的不断加剧，流域下垫面及各类水利工程的建设运行进一步改变了洪水过程的自然产汇流规律。因此，要从科学层面上研究高强度人类活动对流域洪水过程的影响机制及其不确定性。

（3）水文预报及其不确定性对调度决策的影响机制。总的来说，随着预见期的延长，预报不确定性越大，直接影响了水库调度的决策。基于水文一致性假定作出的调度决策也随之存在不确定性，调度效益不能充分发挥甚至会降低。此外，不同的水文预报方式，其不确定性描述形式也不一样：确定性预报不考虑不确定性；概率预报用某种概率分布来描述误差不确定性；集合预报则将可能的误差样本都列举出来；不同预报方式对调度决策影响也不一样。采用何种预报方式并尽量控制预报误差必然能带来更高的调度效益。

总体而言，第一个关键问题为水文预报模型的重要输入——降水预报的误差控制，第二个关键问题是水文预报模型本身的误差控制（包括模型结构、模型参数等），第三个关键问题则是模型输出的误差控制，即怎样进一步降低预报结果的不确定性，从而为调度决策带来最大效益。