气象科技管理信息系统.docx

1、气象科技管理信息系统2015年度公益性行业（气象）科研专项指南1天气领域（12项）编号任务名称主要研究内容预期目标101FY卫星资料 在台风和强 对流天气监 测预警中的 定量应用关 键技术研究 和产品开发研究基于多源卫星观测资料的台风风场及结 构特征监测技术，包括优化基于红外通道亮温 的台风大风估算方法， 研发云雨结构特征和特 征变化参数的定量提取技术，以及相关产品生 成。开发基于 FY-4扫描辐射计多通道数据的 对流云团定量判识、 路径追踪技术，研究FY-4 闪电成像仪产品与地基闪电监测结果的匹配 方法，研发基于 FY-4新型遥感资料的强对流 监测预警产品。研究基于FY-3和FY-4的卫星

2、云图及环境场特征提取方法， 以及卫星特征产品与数值模式、常规观测综合应用技术。形成基于多源卫星资料的精细化台风定量监 测产品和基于 FY-4的新型遥感资料的强对流 监测预警产品。研究成果经过精度和适用性检 验后，集成到 SWAP平台，面向全国气象台站 推广，为天气预报业务提供支撑。102风廓线雷达 综合评估及 在华东数值 预报中的应 用研究研发合理有效的风廓线雷达观测资料质量控 制算法、进行观测误差统计。发展风廓线雷达 资料在数值预报中的同化方法并进行资料同 化影响分析。开展风廓线雷达观测网布设计及 其合理性（OSSE评估。将风廓线雷达资料应 用于复杂高影响天气的数值模拟和诊断分析。提供融合了

3、风廓线雷达观测的高质量客观分 析场及诊断产品，实现风廓线雷达观测在数值 预报模式中的实时有效应用，试验结果表明对 数值预报有正贡献。提供风廓线雷达观测数据 质控算法源代码和技术文档说明， 给岀风廓线雷达网布点合理性评估报告。103面向业务化 应用的全球 四维变分同 化系统研究在现有GRAPES球四维变分同化系统的基础 上，针对业务化应用的要求，改进 GRAPES球切线性和伴随模式，开发 GRAPES-4DVA并行算法，提高非常规观测的同化效果和同化系 统的计算效率，建立全球四维变分同化业务化 系统。到2017年底，使GRAPE全球四维变分同化系 统的同化效果不低于同期的 GRAPES全球3DV

4、AR系统，同化的观测数量增加，计算时间 减小到1个小时之内，具备业务应用能力。104多尺度资料 同化与快速 循环精细化0-12h短临预报系统研究研究开发应用于强对流定量降水精细短临预 报的三维多源资料同化与快速循环技术。 针对大尺度、中尺度、及对流尺度不同资料的物理 特征，发展多尺度同化方法，有效地同化常规 天气尺度观测、 雷达观测以及闪电观测， 建立一个具有业务预报能力的多尺度分析、 快速循环、无缝隙0- 12小时的定量降水预报系统。实现区域中尺度观测网的多尺度融合分析， 建立15分钟（0- 2h预报时效）和1小时（2 - 12h预报时效）快速循环更新的短临同化预报 系统RMAPS提高强对流

5、天气定量降水的短时 和临近预报能力。105GRAPES区域 集合预报多 尺度混合扰 动关键技术 研究开展区域 GRAPES模式初值误差增长特征分 析，研究包含全球大尺度和区域中尺度初值扰 动信息的多尺度混合初值扰动技术。研究时 间、空间相关的物理过程参数化随机扰动技 术。开发高影响天气集合预报产品 （如短时强降水，大风，强对流风险）、极端天气集合预 报产品，以及结合流域特征的中小河流洪水风 险预报产品，建成产品分析处理系统。认识区域GRAPES模式的预报误差增长特征， 建成基于多尺度混合初值扰动技术和物理过 程参数化方案扰动技术的 15km分辨率区域GRAPES集合预报系统，系统集合发散度和高

6、 影响天气概率预报技巧咼于国家级现有同类 业务系统，集合预报产品集成到中央气象台预 报业务平台。编 号任务名称主要研究内容预期目标106空间天气态 势分析及分 级描述方法 研究研制太阳活动态势水平关键要素提取及定量 化算法，研究揭示太阳风扰动在行星际间的传 播以及极光区沉降粒子能量注入机制。 研究电离层态势定量化分级描述方法， 以及太阳活动和地磁活动指数化分级方法，研究设计空间天 气态势图制作原则和形式。完成表征主要空间天气区域关键要素的提取 和定级描述算法，建立关键空间天气参量的量 化指标体系和态势图制作与分析技术， 构建空间天气态势图实验系统，实现在业务预报中的 应用。107中国不同气 候

7、区域夏季 短时强降水 的中尺度结 构特征对比 分析及关键 预报因子研 究针对不冋区域（西北高原、西南、华南、江淮 流域和华北等不同气候特征区域） ，开展夏季短时强降水时空分布特征、天气尺度配置结 构、中尺度结构特征的对比分析和短时强降水 形成机理的研究，构建上述5个不同气候区域 夏季短时强降水的短时临近预报指标和物理 模型。形成我国西北高原、西南、华南、江淮流域和 华北等不同气候区域的夏季致灾性短时强降 水的物理模型，建立不同气候区域短时强降水 的短时临近预报（0-6小时）指标体系，预报 指标和物理模型在业务中试用并评估效果。108典型城市群 静稳天气客 观识别及雾 霾中短期预 报方法研究研究

8、紫外波段气溶胶光学参数算法， 结合多源卫星数据和地基数据等，开发卫星紫外气溶胶 定量监测产品；利用大气观测和可获取的环境 观测资料，研究静稳、低能见度雾 -霾天气条件下边界层关键天气系统和气象环境场结构 特征，并确定为量化的气象要素指标； 对静稳天气强弱程度进行分级和指标量化， 研发中短期静稳天气客观识别技术；开发基于集合预报 的雾-霾中期潜势预报方法，研究结合气溶胶 消光特性的短期雾-霾分类分级预报方法，开 发京津冀、长三角等重点区域 1-10天雾-霾分 类分级预报产品。为雾霾天气监测与分析业务，实时提供紫外气 溶胶定量产品；揭示静稳、低能见度雾 -霾天气与边界层天气系统和要素的关系， 优化

9、和完善监测和预报指标；建立中短期静稳天气的客 观识别技术和雾-霾分类分级预报业务技术方 法，其产品在国家级和重点区域 （京津冀、长三角）雾-霾预报业务中试验应用。109高分辨率网 格化定量降 水预报关键 技术研究开展咼分辨率格点化定量降水预报关键技术 研发，包括：咼分辨率格点化降水的降尺度预 报方法、适用于格点化定量降水预报的格点编 辑和插值方案、融合气候背景场信息和复杂地 形影响的格点降水客观订正等； 发展融合高精度地理信息的温度格点化订正技术； 研发格点化降水检验技术。建立完整的国家级格点化定量降水预报产品 的支撑技术；形成覆盖全国的 0-24小时逐6小时、1-5天逐24小时5km分辨率的

10、格点化 定量降水预报产品；提升国家级格点化温度预 报的精细化水平，开展5km分辨率1-5天格点 化温度预报实时试验。110环渤海海气 交换特征与 海雾预报应 用技术研究开展环渤海海气交换观测试验， 研究分析海雾生消过程中海气通量特征、演变规律及输送关 系，研究海雾过程中关键气象因子及物理量诊 断特征，建立海雾天气学概念模型； 结合卫星反演数据，改进WRF数据同化方案，研究以模 式为基础的客观诊断技术，实现海雾精细化预 报应用。揭示海气交换在海雾生消及演变过程中的规 律和作用，建立混合循环同化方案，改进海雾 模拟能力，实现依托数值预报模式的海雾精细 化预报的业务应用，提供3天内6小时预报产 品。

11、111大城市内涝 型暴雨的中 尺度分析和 精细化预报 研究开展重要大型城市暴雨气候特征、 降水强度演变特点、弓1发城市内涝的强降水指标、 强降水中尺度结构及发生发展机理、城市效应对强降 水系统发生发展影响机理、城市暴雨定量预报 和城市内涝风险预报技术等研究。揭示引发大城市内涝的暴雨发生发展的细致 规律，以及城市效应对其影响， 建立大城市暴雨精细化定量预报技术与系统和城市内涝预 警方法与平台，在典型大城市开展试验应用， 提高城市强降水预报预警服务能力。编 号任务名称主要研究内容预期目标112典型天气过 程重现短期 预报平台关 键技术研究研究基于灾害性天气的典型天气全要素数学 模型，构建元数据模型

12、， 研究典型天气个例数 据库动态更新机制；研制典型天气短期预报的 评价模型，以及典型天气短期天气预报工作流 模型。建立基于暴雨、大（暴）雪、寒潮等的典型天 气要素结构模型，典型历史天气个例库及动态 更新机制；建立“典型天气过程重现短期预报 平台”原型系统及其完整合理的预报流程， 提升量化预报评价能力。2气候领域（14项）编号任务名称主要研究内容预期目标201动态地表覆 盖变化数据 在气候模式 中的应用研 究研究面向气候模式需求的地表覆盖遥感提取 方法，研制基于动态地表覆盖类型概念的 21世纪以来逐月地表覆盖数据产品。 探索地表覆盖动态数据在 BCC_CSM分量模式中的应用方 法，评估其模式效果

13、改进的潜力。建立2000-2015年间逐月的250m分辨率卫星观 测地表覆盖数据产品集，制作完成 BCC- CSM模式预估的2016-2100年逐年的地表覆盖状况 数据集，实现地表覆盖变化数据在气候模式中 的动态表达，以提高模式性能。202微小尺度地 表气候场的 构建关键技 术研究及应 用对高密度自动气象站资料进行质量等级筛选， 确定可靠的同化资料，结合高精度地表物理模 型，使用MODIS卫星遥感产品更新 WRF莫式静 态陆面数据集。研究基于 WRF莫式和Nudging 四维同化方法技术，在模式控制方程上添加强 迫函数使得模式状态向观测逼近，对新一代 CFSR再分析资料降尺度等关键技术。对 W

14、RF模式中的参数化方案进行比选， 确定最优的参数化方案的组合。研制利用WRFF莫式动力方法 构建微小尺度地表气候场的系统平台。 研制区域高分辨率地表风、温度场等要素数据集，并 进行其数据精度及可靠性评估。建立基于 WR模式和Nudging四维同化方法的 动力降尺度系统，实现高密度自动气象站资料 有效应用，并构建高质量微尺度 （4km分辨率） 地表气候场数据集， 为区域气候评估、 气候应 用服务提供有效依据。203BCC-CSM 中 海冰模式的 改进及其关 键物理过程 优化研究定量检验和评估 BCC-CSM寸全球海冰的模拟， 分析模式对海冰与大气边界层、 上层海洋混合层及其界面动量、热量和物质输

15、送的定量关 系,以及影响海冰生消变化的关键物理过程的 描述能力，改进BCC-CSM海冰模式融池、辐 射等参数化方案，研制 BCC- CSM多海冰模式（SIS 和 CICE）平台。完善和优化BCC-CSM中海冰模式热力和动力过 程参数化方案，改进 BCC- CSM对极区海-冰- 气相互作用机理和影响海冰生消变化的关键 物理过程的刻画能力，建立 BCC-CSI的多海冰模式（SIS模块和CICE模块）平台，提高BCC-CSM 对海冰季节内和年际尺度的模拟能力。204基 于FGOALS-s、 CAMS-CSM和 CES M气候系 统模式的年 代际集合预 测系统的建 立与研究基于多个耦合气候系统模式及其

16、同化系统， 研发可业务应用的多模式集合年代际预测系统 及其检验评估方法， 开展完整的回报试验， 检验预测系统的预测技巧。引入各种发展路径提 岀的温室气体和气溶胶排放情景，开展 IPCCAR6预估试验。研究集合预测系统在东亚地区 的年代际预报技巧和机理。建立适用于业务应用的多模式集合年代际预 测系统；完成不同排放情景预估试验， 预测不同发展路径下未来10-30年的气候变化，揭示 东亚地区的变化特征，参加 IPCC AR6。205全球和区域 多模式集合 的省级短期 气候降尺度 预测技术研 究研究多全球气候模式驱动下多区域气候模式 的集合技术方法，研制适用于省级业务应用的 短期气候预测系统。在与现有

17、的经验统计方法 结果对比分析和历史回报检验基础上， 开展跨季度和年度尺度的高分辨率短期气候预测业 务试验。建立适用于省级业务应用的短期气候预测系 统，改进预测效果，提高预测技巧评分， 提升 省级短期气候预测客观定量化水平。206基于S2S计 划的中国地 区季节内到 季节尺度集 合预测方法 研制针对国际上的季节内到季节尺度预测（ S2S）计划，研制北京气候中心的 S2S集合预测模式 系统；利用S2S多模式预测结果，检验中国气 温和降水的季节内到季节尺度集合预测技巧， 评估中国区域季节内到季节尺度预测技巧对 集合初值和模式的敏感性，研制适用于业务的 多初值、多模式集合预测方法。建立基于S2S多模式

18、预测数据的可应用于预测 业务的最优多初值、多模式集合方法，在北京 气候中心建立季节内到季节尺度集合预测模 式业务试验系统。编 号任务名称主要研究内容预期目标207mega-ENSO和北半球中 高纬下垫面 热力异常对 东亚夏季风 的协同影响 及预测方法 研究着眼于mega-ENSC与东亚夏季风的新联系，研 究mega-ENSO与北半球中高纬热力异常协同 作用的新规律，探讨两者协同影响东亚夏季风 的新机制，寻找基于mega-ENSO和北半球中高 纬下垫面热状况的东亚夏季风季节预测的新 方法。揭示mega-ENSO东亚夏季风联系的新事实， 以及mega-ENSO北半球中高纬下垫面（包括 海温、海冰、

19、积雪与土壤湿度等） 热力异常协同影响东亚夏季风的新机制；基于 mega-ENSO与北半球中高纬热力异常协同作用的新规律， 构建东亚夏季风季节预测的新方法， 改进其集合预测结果。208延伸期-月尺 度雾霾气象 条件与大气 污染潜势预 测和评估技 术应用研究研究我国区域雾霾特征，分析其发生发展的气 象条件、前兆因子及其机理；研究大气污染气 象条件评价技术方法和指标体系； 分析我国大范围重污染天气的气候学成因，研发气候模 式、中尺度气象模式和大气污染预报模式相结 合的延伸期-月尺度大气污染潜势预测系统， 开展滚动的延伸期-月尺度雾霾气象条件和 污染潜势预测应用实验。揭示我国区域性雾霾发生发展的气象条

20、件和 大范围重污染天气的气候学成因； 建立大气污染潜势评价和重污染天气预警的指标体系及 评估技术；建立区域性雾霾趋势和月内过程的 气候预测方法，以及月尺度大气污染潜势预测 业务系统。209基于大气能 量学的西太 热带气旋季 节-年际预测 方法和业务 应用针对西北太平洋热带气旋易发区域， 开展诊断分析和数值模拟，研究下垫面加热通过大气扰 动位能向扰动动能的转化机理， 揭示影响西太台风活动的前期能量学信号，研制以能量学理 论为基础的西北太平洋热带气旋季节 -年际变化的预测方法和动力统计模型。建立西太台风活动的能量学理论， 揭示下垫面能量通过扰动位能转换成台风动能的机理， 建立西太台风季节-年际尺度

21、预测的动力统计模 型。210中国区域多 时间尺度干 旱的机理及 预估的关键 技术研究研究多时间尺度干旱的信息分离方法并开展 多时间尺度干旱特征分析， 揭示季节、年际和年代际等不同时间尺度干旱的形成机理， 研发相应的预测方法。建立多时间尺度干旱信息分离方法， 理清影响不同时间尺度干旱及长期趋势的机制， 建立不同时间尺度干旱的多因子集成影响指标体系， 建立季节、年际和年代际干旱的预测方法和模 型。211两类ENSO的 监测、分析和 预测关键技 术研究研究开发冷舌型和暖池型两类 ENSC特征的多元监测指标和前兆信号识别方法， 发展用于诊断ENSO增长和频率变化的动力学分析方法， 研发面向两类 ENS

22、 O的综合预测技术和应用系 统。开发岀一套两类 ENSO现象监测指标和事件识 别方案，发展岀ENSO动力学诊断分析和统计经 验-数值模式并举的预报新技术，建立两类 ENS啲综合预测应用系统，达到国内外同期 ENS瞌测预测水平。212梅雨监测预 测信号判识 及其异常成 因研究基于新梅雨业务监测指标和历史序列， 开展区域梅雨监测关键技术及其气候异常机理和预 测信号研究，揭示大气内外强迫影响可能联 系，建立其预测信号识别方法， 构建梅雨气候预测概念模型，提升梅雨业务综合能力，完善 梅雨监测指标体系。检验完善梅雨业务监测规定和指标， 形成梅雨国家标准；建立不同区域和中国梅雨气候异常 大气内外强迫影响机

23、理的认识， 建立梅雨短期气候预测概念模型和实时梅雨业务平台， 提升国家和地方梅雨监测预测业务综合能力。213城市短历时 强降水监测 和致灾阈值 研究及业务 系统研发利用小时和分钟降水观测资料， 研制城市短历时强降水监测指标，确立持续小时强降水过 程，分析短历时暴雨雨型， 研究不同区域各历时降水变化特征、短历时强降水分布与变化趋 势和致灾特性，开发短历时强降水业务监测系 统，完成小时和分钟降水资料的实时接收处理 和历史资料的自动续补， 实现对短历时强降水 的强度、频率、重现期和致灾性等指标的实时 监测及历史对比分析， 以及数据和图形监测产 品的查询检索。确立能够反映城市短历时强降水极端性和持 续

24、性的监测指标，揭示不同区域各历时降水强 度变化特征，确定致灾阈值，建立业务监测系 统，实现对短历时强降水的强度、 频率、重现期和致灾性等指标的实时监测及历史对比分 析。编 号任务名称主要研究内容预期目标214暴雨致灾临 界值确定与 风险评估技 术研究开展暴雨诱发洪水、山洪、滑坡等灾害的致灾 机理研究，构建暴雨致灾临界雨量确定方法， 确定不同灾害等级对应的暴雨致灾临界值， 结合承灾体暴露度和脆弱性，研制暴雨风险评估 模型及其动态评估技术流程与方案。建立中小河流洪水、山洪和滑坡等灾害的致灾 阈值分析和风险评估技术方法、 业务系统、流程和标准规范，建立与风险预警业务相衔接的 风险定量评估业务，提高业

25、务服务能力，并实 现全国推广。3应用气象领域（12项）编号任务名称主要研究内容预期目标301气候变化背 景下北方主 要旱地作物 的脆弱性及 其评价技术 研究研究北方主要旱地作物（春小麦、春玉米、马 铃薯等）生产（面积、生育期及产量等 ）对气候 变化的响应，辨识气候变化对主要旱地作物的 影响，评价主要旱地作物生产对气候变化的敏 感性及适应能力，发展旱地主要作物脆弱性评 估技术。明确气候变化对北方旱地主要作物生产 （春小麦、春玉米、马铃薯等）影响的关键因子，构 建北方旱地主要作物生产的气候影响评价指 标体系，发展气候变化影响下北方旱地作物生 产脆弱性评价方法，并选取典型旱作农业区开 展脆弱性评价服

26、务。302油茶高产高 效栽培气象 保障关键技 术研究研究油茶生产的气象条件及其时空特征， 构建不同栽培模式下油茶生长适宜性指标体系； 研制油茶主要气象灾害指标与监测评估预警技 术；研究油茶生产的气候区划和气象灾害风险 区划方法；研发不同立地条件下油茶防灾减灾 适用技术。建立不同栽培模式下油茶生长适宜性指标和 油茶气象灾害指标（春季低温、伏秋期高温干 旱、冬季冻害等）；制作油茶适宜栽培区区划 和主要气象灾害风险区划；提岀实用油茶气象 灾害防御措施，形成业务技术规范与业务流 程。303全球大豆长 势监测与产 量预报关键 技术研究研究基于FY-3卫星遥感的全球大豆种植指标 监测方法，基于年际物候偏移

27、和耕地利用调 整、光温水环境胁迫诊断模型的大豆长势定量 监测技术，基于NCEF再分析资料和 FY-3卫星 资料的大豆产量集合预报技术， 并构建相应的业务系统。研制基于FY-3和NCEP全球再分析资料的全球 大豆长势监测业务指标与估产模型， 建立全球大豆长势监测与产量预报业务系统。 产量预报最终精度达到95%以上，实现系统逐月发布全 球大豆生长季长势监测信息，并在收获前一个 月发布产量预报信息。304水稻对高温 发生发展过 程的响应机 制及应对技 术研究分析确定水稻发生高温危害的临界期和关键 期;研究不同强度和持续时间咼温对水稻生长 发育、生理生化和光合产物分配影响； 发展考虑高温影响的水稻生长

28、模型和水稻高温危害 风险评估技术；研制水稻应对高温热害技术措 施。揭示不同强度和持续时间高温对水稻关键期 的影响过程与调控机制；构建可描述高温发生 发展过程影响的水稻生长发育进程模型， 实现高温影响的定量评估和动态跟踪； 提出水稻应对高温热害的技术方案和可行措施。305玉米干旱致 灾临界气象 条件及其监 测预警技术分析确定玉米发生干旱危害的临界期和关键 期；研究不同的发生时间、 强度和持续时间干旱对玉米生理生态、 形态与功能的影响； 明确 玉米干旱致灾临界气象条件；发展考虑作物耐 旱特性的玉米干旱监测预警指标体系及应对 措施。揭示干旱发生发展过程对玉米影响的机制； 发展反映大气干燥、土壤供水和

29、作物耐旱能力的 玉米干旱监测预警技术与指标体系； 给出玉米干旱致灾的临界气象条件与干旱风险动态评 估，提出玉米应对干旱的技术方案和可行措 施。306日光温室低 温和寡照灾 害风险评估 技术研究研究我国日光温室种植区域温室蔬菜生产的 低温和寡照灾害识别、等级指标划分与阈值确 定技术；揭示低温和寡照灾害对蔬菜生长发 育、产量和品质影响机理； 研发低温和寡照灾害协同影响下的灾害风险评估技术与业务系 统。构建我国日光温室种植区域温室低温和寡照 灾害协同影响的等级指标体系；建立低温和寡 照影响的评估模型，以及日光温室种植区域温 室低温和寡照的风险评估模型与指标； 建立日光温室低温和寡照灾害的实时监测诊断

30、、预 报、风险评估业务系统。307风三卫星农 田产品反演 与作物模型 多变量同化 技术研究研究基于风云三号卫星（ FY3）和地基观测融合的作物叶面积指数、土壤湿度、蒸散等反演 技术；构建反演产品的多尺度检验技术方法； 发展基于反演产品与作物生长模型多变量同 化的优化技术；发展基于风三卫星的主要农业 气象灾害评估技术与作物产量评估方法， 并开展业务应用。建立基于 FY3卫星和地基观测融合的作物生 长与农田环境参数反演技术；形成用于多尺度 检验的作物生长与农田环境参数数据集； 发展FY3农田产品与作物模型多变量同化优化技 术；建立基于风三卫星的干旱和干热风灾损评 估模型以及玉米和冬小麦产量评估技术

31、， 并制定相关业务流程。编 号任务名称主要研究内容预期目标308山岳型景区 气象灾害风 险评价和预 警服务技术研究山岳型景区的气象致灾因子及其时空分 布特征；不同承灾体的气象灾害发生发展规律 与灾害风险评价技术；山岳型景区气象灾害预 警指标与气象灾害风险等级预警技术； 研发不同承灾体的防灾减灾适用技术， 并开展业务应用。建立针对山岳型景区游客和旅游设施的主要 气象灾害（强降水、雷电、强风等）风险评价技 术，制定相应的预警指标体系； 建立基于WebGIS旅游气象灾害风险等级预警系统，形 成适于山岳型景区旅游气象灾害预警服务平 台。309PM2.5和臭 氧对人体健 康的影响及 其评估技术 研究分析北京地区PM2.5和Q时空演变特征，收集 健康效应数据，研究其与慢性气道疾病关系， 并在动物模型中进行毒理学的试验研究， 以建立PM2.5和O对敏感疾病影响评估模型及预