天气研究计划（2013-2020年）

（二）区域特色

近 30 年全国各大区域高分辨率分类强对流天气（雷电、冰雹、雷暴大风、短

时强降水、龙卷等）时空分布特征、基于雷达和卫星资料的分类对流活动高分辨率

时空分布特征；分类强对流天气中尺度对流系统的组织类型和环境特征；对流云云

图特征以及相对应的雷达回波平面结构、闪电类型和分布、地面要素空间分布、雨

滴谱类型；多卫星观测资料的雷暴云团尤其是青藏高原东部云团活动及其强对流的

监测；青藏高原东北部雷暴和强对流天气演变规律；大城市强降水和强对流发生发

展的细致特征；暖区暴雨中尺度对流系统特征；副高和东风波系统对流天气典型特

征和环境条件；冷涡和槽后强对流天气的闪电分布特征、卫星云图特征和雷达资料

特征；不同区域和季节分类的强对流天气典型环境条件、物理模型及其物理量分布

特征、预报关键技术；春季江南和云贵高原地区锋面冷区高架雷暴研究；华南海风

锋和地形在雷暴触发及演变中的作用；复杂地形区强对流短期、短时临近预报技术；

长江流域强对流天气分类诊断识别和短时临近预报方法。

领域 4：定量降水与精细化气象要素预报

预期目标：深入认识暴雨/暴雪天气发生发展多尺度规律以及各类降水相态

的形成和转化机理；建立基于数值预报产品、集合预报产品的定量降水预报和概

率预报客观技术；建立 7—14 天气象要素客观预报技术方法。定量降水预报准确

率和精细化水平进一步提高，到 2020 年，暴雨预报准确率相比 2010 年提高 15%；19

精细化气象要素预报准确率比 2010 年明显提高（降水提高 5%，风提高 10%）。其

解决的关键科技问题包括：多尺度天气系统相互作用、中尺度系统演变、低空急

流多尺度演变等对暴雨的影响，区域地形和关键天气系统对暴雨的影响机理；多

模式和集合预报产品误差检验与订正技术及在定量降水预报/概率预报中的应用

技术；冬季降水相态精细化预报技术；数值预报产品解释应用技术。

（一）优先主题

优先主题 19：我国大范围强降水发生发展规律认识和预报技术

我国大范围强降水多尺度天气系统相互作用研究；季风暴发前后南方暴雨形

成的环境（对流、对称）不稳定条件、高低空急流结构、地形强迫对暴雨位置和

强度影响的差异研究；环境场热力动力结构对形成暖区暴雨的中尺度对流系统的

组织结构、演变特征影响的机理和预报技术研究；局地短历时强降雨中尺度对流

系统的组织类型及其环境特征研究。强降雪天气的动力过程特征和物理图像研

究；对流性强降雪预报技术研发；冷空气堆、地形、下垫面对强降雪影响机理研

究及预报技术研发。

优先主题 20：定量降水精细化预报技术

基于模式偏差订正的多模式集成定量降水预报技术；集合预报不确定性信息

提取技术；基于集合预报及超级集合预报的定量降水预报统计释用技术；定量降

水概率预报技术；基于集合预报的极端降水概率预报技术；多源资料在定量降水

分析和预报中的应用技术；“配料法”等动力统计释用技术；定量降水预报格点

化技术。

优先主题 21：冬季降水相态预报技术

冬季降水过程中高空冰晶、霰、云雨水等各相态粒子的分布特征及其发展演

变规律研究；各相态降水过程中温度层结变化特征和温度廓线量化特征分析；积

雪深度预报技术研发；冻雨精细化预报技术研究；冬季降水相态精细化预报系统

研发。

优先主题 22：数值模式产品解释应用技术和模式误差检验及订正技

术

数值预报产品的深加工；不同区域、不同季节数值模式产品误差分布特征研

究；转折性天气数值模式预报性能分析；模式误差来源诊断分析；不同条件下数20

值模式误差的订正方法，模式误差客观订正技术；动力相似在模式预报偏差订正

中的应用技术；数值预报解释应用方法，特别是模式输出统计（ MOS）预报方法

的改进与发展，包括复杂地形区 MOS 预报模型的建立，气象要素分区域建模方法，

环流形势和天气系统客观识别算法，反映中期天气系统及其变化特征的预报因子

处理技术，集合预报产品因子提取技术研发等。

优先主题 23：精细气象要素客观预报方法

转折性天气形势下气象要素的客观预报技术；集合预报在气象要素客观预报

中的应用技术；卫星、雷达等非常规观测资料在气象要素客观预报中的应用技术；

动力相似及模式预报偏差订正在气象要素客观预报中的应用技术； 7—14 天气象

要素客观预报技术；气象要素预报格点化技术。

（二）区域特色

区域地形对降水影响的定量化分析研究；大城市暴雨形成机理分析，城市热

岛效应、气溶胶对城市内涝暴雨发生发展的影响机理和预报技术；华北平原低空

急流形成机制及对强降水的影响；华北平原冬季弱环境条件下低层冷空气堆的形

成机制及对降水的影响；东北暴雨形成机理及预报技术；华南前汛期暴雨中尺度

对流系统研究及预报技术；东移西南涡影响下江淮、黄淮暴雨预报技术；云贵高

原东段初夏暴雨形成机制及预报技术研究；新疆北部暴雪水汽条件分析和预报技

术；长江中下游暴雪预报技术；华北、东北暴雪预报技术；冷流降雪预报技术；

近地层气象要素变化规律研究；复杂地形下客观气象要素预报技术；西北地区强

冷空气条件下温度和风速客观预报技术；黄渤海沿岸能见度客观预报技术；云贵

高原春季干热条件下大风预报技术；强降水过程天气尺度综合分析技术。

领域 5：台风与海洋气象预报

预期目标：台风与海洋气象监测预报业务系统进一步完善，台风（包括路径、

强度和风雨）与海洋气象灾害性天气的客观定量分析和精细化预报技术能力明显

提高。到 2020 年，台风路径 24 小时、 48 小时客观预报误差分别小于 90 千米和

160 千米；台风强度 24 小时、 48 小时客观预报误差分别小于 5.5 米/秒和 7.5 米/

秒； 24 小时海上 8 级以上大风预报准确率达到 75%以上。其解决的关键科技问题

包括：基于多源资料的台风及海洋气象要素客观定量分析和快速融合同化分析技

术；台风三维风场结构反演技术；台风精细定位定强技术；异常台风（如复杂路

径、快速增强或减弱台风）客观预报技术；台风风雨精细化预报技术；海洋气象21

精细化预报技术；海洋气象灾害形成条件及演变规律；海气相互作用及海气耦合

模式物理过程的优化。

（一）优先主题

优先主题 24：台风定量监测分析技术

基于多源资料的台风定位、定强、大风圈分析技术和台风降雨估计技术研究；

基于风云系列卫星的台风环境信息获取技术研发；基于多源观测资料的台风风压

关系研究与确定；基于 FY—3/4 卫星资料的台风客观定位定强技术研究；台风三

维风场结构反演技术开发；台风雷达客观定位定强技术研究和综合显示应用平台

研发；基于多源资料的高分辨率台风快速融合分析和精细信息获取技术研究。

优先主题 25：台风异常路径和强度突变客观预报技术

台风路径和强度集合（集成）预报技术应用研究；登陆台风强度突变机理及

其客观预报方法研究；台风异常活动的环流演变特征及预报概念模型研究；基于

物理分解的扰动分量分布与台风之间关系模型的台风异常路径和强度变化客观

预报方法研究。

优先主题 26：台风风雨精细化预报技术

台风风雨集合（集成）预报技术应用研究;台风大风圈及暴雨落区客观预报

技术方法研究；台风风雨短时预报系统的研发与应用研究；基于全球模式和统计

降尺度方法的台风大风和强降雨预报技术研究；登陆台风暴雨发生规律认识和预

报技术研究（含多尺度相互作用对登陆台风暴雨的影响及机制研究）；台风客观

定量降雨预报技术研发；弱台风强降水机理及预报技术研究；高分辨率台风短时

集合预报技术应用研究；台风模式产品后处理技术研发。

优先主题 27：海洋气象定量监测分析技术

海洋气象相关要素（海面风场、海雾、海上强对流、海浪、海冰等）的卫星

反演和综合监测技术；基于多源资料的高分辨率海洋气象要素快速融合分析和海

洋气象要素精细信息获取技术研究。

优先主题 28：海洋气象精细化预报技术

近海海洋灾害性天气精细化预报技术研究；海上大风、海雾遥感探测产品的

定量化应用技术研究；海上大风和海雾精细化客观预报方法研究；集合预报在海22

洋气象要素预报中的应用技术研究；海上强对流预报技术研究；海洋污染物扩散

预报产品应用技术研究；海洋气象精细导航技术研究；港口及远洋航行的台风避

险关键技术研究；南海强风天气下风浪潮预警技术研发;海洋气象模式产品后处

理技术开发。

优先主题 29：台风及海洋气象专业模式研发和系统升级

基于多源资料的台风及海洋气象要素同化分析技术研究；基于中尺度模式和

大尺度环境场约束的涡旋动力初始化方法研究；基于卫星、雷达、风廓线仪、铁

塔梯度观测以及地面观测等资料的海洋边界层物理过程及特征研究；台风登陆过

程中积云对流参数化方案的优化和改进；基于 GRAPES 模式的台风及海洋气象高

分辨率海—陆—气—浪耦合模式研发和业务应用技术；海雾预报模型、海洋污染

物扩散模型研发及业务应用技术。

（二）区域特色

南海台风生成预报技术研究；台湾岛及临近区域台风观测试验、精细结构分

析与客观定位定强研究；近海北上台风对我国东北地区天气的影响研究；基于高

影响目标系统扰动的南海台风集合预报技术研究；台湾岛地形对台风风雨的影响

及机制研究；台湾海峡致灾大风的预报预警研究；近海空心台风精细结构及其分

析技术研究。近海不同海域海气相互作用对海雾生消机理的研究；不同海域海雾

发生发展规律及客观预报方法研究；近岸、港口及海岛海洋气象要素精细化预报

技术和方法研究；海洋气象预报检验技术和方法研究。

领域 6：沙尘暴、雾、霾等天气预报

预期目标：实现卫星资料对沙尘暴监测的定量化判识，揭示沙尘暴发生发展

的热力、动力学机理，改进沙尘暴监测预警系统；改进沙尘暴数值预报系统。揭

示雾、霾产生的天气学条件及物理机制，建立集成的雾、霾监测预警系统。实现

低能见度的定量化预报；建立基于集合预报的雾、霾、沙尘概率预报技术。开发

基于模式偏差订正和统计释用的大风、强降温、高温客观预报方法，提高大风、

强降温和高温定量预报水平。其解决的关键科技问题包括：沙尘暴监测及卫星遥

感反演技术；沙尘气溶胶物理特性与输送路径的研究；沙尘暴预报模型升级改进；

沙尘暴数值预报关键技术；雾、霾定量化判别和监测技术；城市冠层对雾、霾形

成、发展和消散的影响研究；大气气溶胶总量和数浓度观测研究；低能见度与气

象条件、气溶胶浓度的关系研究；基于数值预报的大风、强降温、高温客观预报23

技术；基于集合预报的寒潮、高温天气概率预报技术。

（一）优先主题

优先主题 30：沙尘暴监测与预报预警关键技术

基于卫星遥感资料开展沙尘范围的监测、跟踪和定量化判别研究；沙尘暴对

流特征及动力、热力、不稳定层结等条件研究；沙尘暴发生发展的机理研究；建

立沙尘暴预报性能检验评价体系；基于沙尘暴模式产品的解释应用技术研究；多

模式集合的沙尘暴强度分级预报系统研发；沙尘暴概率预报技术研究。

优先主题 31：沙尘暴数值预报系统研发

沙尘暴起沙机理数值预报技术研究；沙尘暴输送以及干、湿沉降过程数值预

报技术研发；沙尘暴观测资料同化技术研发；沙尘暴数值预报系统陆面过程资料

同化技术研发；沙尘暴数值集合预报技术研发；集成的沙尘暴数值预报产品研发。

优先主题 32：雾、霾监测和预报预警技术

利用自动站、风廓线仪、 GPSMet 等气象资料、卫星资料，以及 PM2.5、 PM５、

PM10等大气成分观测资料，研制雾、霾定量化判别指标，发展雾、霾监测和跟踪

技术；雾、霾天气学条件和物理机制研究；城市冠层对边界层动力热力结构的作

用及其对雾、霾形成、发展、消散的影响研究；雾、霾监测预警系统研制与应用

开发；雾、霾天气数值模型研发；雾、霾概率预报技术研究。

优先主题 33：低能见度预报技术

能见度与气溶胶数浓度、总量及种类的关系研究；低能见度的预报技术研究；

基于数值天气预报产品和实时观测系统的低能见度预报系统研发；基于集合预报

的低能见度定量化预报产品研发；低空飞行气象保障关键技术研究。

优先主题 34：寒潮和高温预报技术

大风、强降温、高温天气的关键影响系统和物理量场典型配置研究；高温天

气成因及机理分析；地形对风力影响定量研究；强降温和高温客观预报技术研究；

大风客观预报技术研究；模式风速和温度预报偏差的客观订正方法研究；基于集

合预报的大风、变温、高温概率预报方法研究；极端温度预报方法研究。

（二）区域特色

中国北方不同地区沙尘暴发生、发展、演变及传输机理研究；沙尘暴关键物24

理量模型研究；沙尘暴监测预报预警业务系统改进优化。不同地区大雾天气时空

分布的气候特征及其与地形、河谷分布的关系研究；不同类型大雾天气的成雾、

维持和消散特征及其与天气形势、近地面温湿条件的相互关系研究；不同地区能

见度精细化定量客观预报研究；不同地区雾、霾的结构、成因和发生发展机理研

究；区域静稳天气的客观识别和预报技术研究。不同路径冷空气影响定量分析；

不同区域对流层低层变温与地面变温的相关性研究；基于模式偏差订正的变温客

观预报方法；不同下垫面对风力和高温的影响研究；不同冷空气路径对新疆风口

风力影响的定量研究；河西走廊大风成因分析和客观预报技术；多模式集成技术

在大风、强降温、高温预报中的应用研究。

领域 7：中期延伸期预报

预期目标：提升对关键区域、各类灾害性天气中期变化过程的时空特征及其

发生发展规律和机理的认识；建立持续性灾害性天气中期延伸期过程形成机理的

物理作用示意图和形成原因的天气学概念模型；基于大尺度动力过程理论，研发

持续性降水、持续性低温事件开始、维持和结束（即转折）的中期延伸期动力—

统计客观预报方法；建立基于多模式集合预报数据的灾害性天气中期延伸期概率

预报技术；拓展中期延伸期预报的应用技术和平台，提高对延伸期天气过程的预

报能力。其解决的关键科技问题包括：波列及遥相关型的客观、定量确认技术；

低频扰动能量信号识别技术；低频振荡相互作用的技术方法；低频扰动能量信号

与持续性环流异常之间的关系；定量化分离延伸期数值模式预报变量空间尺度的

技术方法；数值模式可预报分量预报误差的相似判断技术指标；持续性异常天气

可预报分量的前期信号识别技术；不同类型欧亚大陆大型斜脊判别技术及其对中

国持续性大尺度冷空气活动的影响特征;延伸期集合预报产品预报误差增长率评

价技术和应用技术。

（一）优先主题

优先主题 35：持续性异常天气的延伸期预报理论和方法

研究利用大气遥相关的稳定和持续特性通过引起大尺度环流异常,影响持续

性天气异常的延伸期预报方法；研究利用麦登—朱利安振荡（ MJO）低频变化信

号的延伸期预报方法；研究利用波动能量传播信号的延伸期预报方法；研究利用

超级集合预报技术的延伸期预报的技巧和方法。基于上述方法的动力-统计延伸

期客观预报模型和延伸期预报业务系统示范平台。25

优先主题 36：分离空间尺度的延伸期动力—统计预报理论和方法

研究延伸期时间尺度内 GRAPES 模式预报误差增长的空间特征，在此基础上

发展数值模式预报变量空间尺度分离理论；研究提取数值模式预报过程中可预报

分量基底的优化算法，发展模式预报变量在可预报分量基底的投影技术，建立针

对延伸期的可预报分量预报模式；研究模式可预报分量预报误差的相似判断技

术；研究时间尺度更长的可预报分量对混沌分量概率分布的影响，建立混沌分量

统计模型；基于上述研究构建延伸期可预报分量业务系统。

优先主题 37：基于集合预报的 1—2 周中期预报关键技术

分析未来 1—2 周多模式集合预报资料的误差增长特征和预报性能；针对重

大灾害性天气过程，评估多模式集合预报资料对不同尺度环流系统的未来 1—2

周预报能力；发展未来 1—2 周集合预报产品的偏差订正技术；研发适合未来 1

—2 周汛期强降水和冬季异常低温事件的集合预报产品解释应用技术；开发基于

多模式集合预报资料、适用于未来 1—2 周的天气诊断分析产品；开发基于多模

式集合预报资料的 1—2 周灾害性天气过程的概率预报技术；建立基于集合预报

的 1—2 周中期预报系统平台。

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