气候研究计划（2013-2020年）

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气候研究计划

（ 2013—2020 年）

中国气象局

2013 年 2 月

序言

科技和人才是气象事业科学发展的重要支撑和保障。发展现代气象业务、实

现气象现代化是气象部门保障党的十八大提出的全面建成小康社会的战略任务

和实现《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》（即国发〔 2006〕 3 号文件）

提出的气象事业发展目标的重要保障和历史任务，必须依靠科技进步和高素质人

才队伍。

气象科技创新体系是气象现代化体系建设的重要任务，也是国家科技创新体

系的重要组成部分。近年来，中国气象局高度重视并强化气象科技创新体系的建

设，以发展现代气象业务为切入点，面向世界气象科技发展，组织各方面专家学

者在天气、气候、应用气象和综合气象观测四个重点领域，凝练重大科技问题，

梳理并提出重大科研方向、科研重点与主要任务，制定并修订天气、气候、应用

气象和综合气象观测研究计划，为扎实推进气象科技创新体系建设、更加有效地

推动现代气象业务发展和气象现代化建设提供重要的基础和保障。

2010 年 3 月，中国气象局首次发布天气、气候、应用气象和综合气象观测

四项研究计划，并以此为据，组织一系列诸如公益性行业（气象）科研专项等科

研项目的实施。截至 2012 年底，四项研究计划提出的重点研究任务有 73.4%得

到落实，完成了一批科研成果，其中有些研究成果已转化应用到气象业务中，取

得了很好的效益。

2012 年，中国气象局科技与气候变化司根据中国气象局的要求，结合现代

气象业务发展中新问题，面向 2020 年基本实现气象现代化的新要求，再次组织

专家学者修订四项研究计划，进一步明确新时期气象科研的方向、重点与主要任

务。为此，四项研究计划的首席科学家，以及相关院士、专家和业务、管理人员，

做了大量卓有成效的工作，付出了许多辛勤的劳动。我对他们表示由衷的感谢！

我希望，各级气象部门、相关科研院所、高等院校、业务服务单位能够围绕

四项研究计划确定的气象科研方向、重点与主要任务，组织科技工作者开展气象

科研工作。气象科技管理部门要积极引导科技工作者努力完成四项研究计划的主

要任务，并为他们提供必要的支持和保障，同时还要组织做好科技成果的业务转

化和应用工作，适时组织四项研究计划的滚动修订工作。我相信，在气象行业各部门和气象科技工作者的共同努力下，气象科研工作一定能够有更大的作为，一

定能够为提高气象预报预测准确率、增强气象服务全面建成小康社会的能力、实

现气象现代化作出更大的贡献！

（中国气象局局长）

2013 年 2 月 18 日目录

一、引言............................................................................................................................... 1

二、总体目标 ....................................................................................................................... 3

三、重大专项 ....................................................................................................................... 4

（一）重大科技应用研发.............................................................................................. 4

主攻方向 1：全球与亚洲区域气候监测诊断业务系统及其关键技术研发 ................4

主攻方向 2：气象灾害风险综合定量评估关键技术研究............................................4

主攻方向 3：地球气候系统模式的发展及气候预测和气候变化模拟预估系统研制 5

（二）重大基础、高技术研究和试验 ........................................................................... 6

主攻方向 4：亚洲区域大范围旱涝气候的形成机理及其预测理论与方法研究 ........6

主攻方向 5：全球气候变化事实、影响机理与综合评估的关键基础科学问题研究 6

主攻方向 6：亚洲区域地面观测均一化气候数据集建立............................................7

四、重点领域 ....................................................................................................................... 9

领域 1：面向业务和科研的气候基础数据集及应用 ...................................................... 9

（一）优先主题...............................................................................................................9

优先主题 1：我国百年温度降水均一化气候序列集建立............................................9

优先主题 2：亚洲区域高空观测资料质量控制技术和均一化数据集建立 ................9

优先主题 3：我国降水温度精细化格点气候数据集建立............................................9

优先主题 4：亚洲区域高分辨率陆面再分析资料集..................................................10

领域 2：气候监测诊断 ................................................................................................ 10

（一）优先主题.............................................................................................................10

优先主题 5：不同类型 ENSO 的动力学监测诊断技术及其应用 ................................10

优先主题 6：大气环流区域模态和 ENSO 不同配置对中国冬季异常气候的影响 ....10

优先主题 7：不同年代际背景下积雪异常对中国夏季降水的影响 ..........................11

优先主题 8：北半球中高纬大气环流低频扰动的监测与应用 ..................................11

优先主题 9：东亚季风的多尺度变率及其对我国气候的影响 ..................................11

优先主题 10：东亚大范围降水和气温异常成因的动力诊断和数值模拟平台 ........11

优先主题 11：我国高空大气水汽含量演变特征及其与夏季旱涝的关系 ................12

优先主题 12：印度洋和西太平洋水汽输送的变化及其对我国夏季降水的影响 ....12

优先主题 13：极端天气气候事件的监测指标体系及其应用 ....................................12

（二）区域特色.............................................................................................................12

领域 3：气候预测........................................................................................................ 13

（一）优先主题.............................................................................................................13

优先主题 14：短期气候预测可预报性应用研究........................................................13

优先主题 15：中国东部气温与降水年际异常型的可预报性及动力—统计预测方法

...............................................................................................................13

优先主题 16：青藏高原热状况和海气相互作用协同影响中国气候变化的机理和预

测方法...................................................................................................13

优先主题 17：中高纬度海—陆—气系统季节配置及其演变对我国气候的影响 ....14

优先主题 18：平流层环流对我国气候异常的影响及其预测应用技术 ....................14

优先主题 19：基于全球与区域气候模式嵌套的月—季尺度气候预测方法 ............14

优先主题 20：基于陆面水文耦合模式的流域旱涝事件季节预测试验 ....................15

优先主题 21：旱涝急转的成因及其气候预测方法....................................................15优先主题 22：中国年代际气候预测的理论与关键技术 ............................................15

优先主题 23：热带气旋延伸期—月—季节集合预测关键技术.................................15

优先主题 24：利用历史资料改进气候模式预测技巧的应用技术 ............................16

优先主题 25：气候模式产品统计释用技术和业务系统研发 ....................................16

优先主题 26：延伸期可预报分量的分离及延伸期过程的动力统计集合预测技术 16

优先主题 27：基于演化建模的短期气候预测技术研究及应用 ................................16

（二）区域特色.............................................................................................................17

领域 4：气候变化........................................................................................................ 17

（一）优先主题.............................................................................................................17

优先主题 28：我国地面气温观测数据代表性分析技术 ............................................17

优先主题 29：青藏高原冰雪化学特征变化及其气候效应 ........................................17

优先主题 30：全球变化背景下东亚区域水汽反馈效应评估及其与气候变化的联系

...............................................................................................................18

优先主题 31：沙尘气溶胶对地表能量平衡、大气辐射、云和中国区域气候变化的

影响.......................................................................................................18

优先主题 32：中国近海海面温度变化及其对我国沿海气候的影响 ........................18

优先主题 33：东亚地区基本气候要素历史变化的检测 ............................................18

优先主题 34：气候敏感性相关分析方法....................................................................18

优先主题 35：中国未来百年高分辨率区域气候预估集成技术 ................................19

优先主题 36：气候变化领域关键科学结论的不确定性定量评估 ............................19

优先主题 37：气候变化阈值分析................................................................................19

优先主题 38：我国重要农业区适应气候变化技术及其与减缓的协同效应 ............19

（二）区域特色.............................................................................................................20

领域 5：气候影响评估与灾害风险管理....................................................................... 20

（一）优先主题.............................................................................................................21

优先主题 39：多模式集成水资源影响评估方法和业务平台 ....................................21

优先主题 40：极端气候事件对快速城市化区域的影响评估和应对措施 ................21

优先主题 41：基于多源数据融合技术的多指标干旱过程动态评估和预评估关键技

术...........................................................................................................21

优先主题 42：我国主要农业区干旱灾害风险综合评估 ............................................22

优先主题 43：中国农业气候影响评估和预评估业务系统研制 ................................22

优先主题 44：沿海城市适应气候变化重大工程气候可行性论证关键技术 ............22

优先主题 45：气候对建筑节能的影响评估和适应技术 ............................................22

优先主题 46：气候对我国交通安全影响的定量评估技术 ........................................23

优先主题 47：气候对我国电力能耗影响的定量评估技术 ........................................23

优先主题 48：气候变化背景下我国风暴潮风险分析与区划 ....................................23

（二）区域特色.............................................................................................................23

领域 6：气候系统模式 ................................................................................................ 23

（一）优先主题.............................................................................................................24

优先主题 49：海—陆—冰耦合同化系统建立及其在短期气候预测中的应用.........24

优先主题 50：大气环流模式的综合改进....................................................................24

优先主题 51：全球涡分辨率海洋模式研发和应用....................................................24

优先主题 52：动态植被—陆面水文过程模型的建立及其在气候模式中的应用.....24

优先主题 53：冰冻圈动态过程参数化方案改进与评估 ............................................25优先主题 54：新一代云—辐射—气溶胶物理过程模块的研制与应用 ....................25

优先主题 55：物理过程参数扰动在模式集合预测中的应用 ....................................25

优先主题 56：气候模式降水微物理过程参数化方案的改进与评估 ........................25

优先主题 57：天气尺度瞬变扰动对中高纬度环流异常的影响与预测 ....................26

优先主题 58：气候系统模式对大气季节内振荡的模拟能力评估 ............................26

优先主题 59：全球海洋显式生态系统模式的建立及其在气候变化研究中的应用 26

优先主题 60：陆地生态系统碳、氮循环过程模型研发与应用 ................................26

优先主题 61：热带海洋生物地球化学循环过程模式发展与评估 ............................27

（二）区域特色.............................................................................................................27

五、基础支撑平台 .............................................................................................................. 28

主题 1：国家级、区域和省级一体化气候业务综合平台（ CIPAS) ..........................28

主题 2：中国气候服务业务平台..................................................................................281

一、引言

现代气候业务是现代气象业务的核心组成部分，是防灾减灾和应对气候变化

的科学基础，主要包括气候监测诊断、气候预测、气候与气候变化影响评估和气

候服务等任务，其显著标志是气候预测的客观化和气候影响评估的定量化。现代

气候业务发展以气候系统监测、气候动力学诊断分析为基础，以提升气候灾害风

险评估、气候服务和气候变化应对能力为目标，以提高气候预测准确率、发展极

端气候事件预测业务为核心，以气候系统模式、气象资料综合应用和气候信息处

理分析系统为技术支撑，以培养能够熟练掌握现代气候业务的科学技术团队为关

键因素。

2009 年，中国气象局首次编制印发了《气候研究计划（ 2009—2014 年）》，

并通过公益性行业（气象）科研专项等科技资源组织实施。截至 2012 年底，气

候类行业专项共设立项目 53 项，涵盖了《气候研究计划（ 2009—2014 年）》全

部 8 个重点领域，取得了丰富的研究成果，对推动我国现代气候业务发展发挥了

重要作用。

近年来，经济社会的快速发展对现代气候业务建设提出了新的更高要求，对

照 2020 年气象现代化战略目标，对照国际先进水平，我国气候业务能力仍存在

明显不足，主要表现在：

1．气候资料综合应用能力不足。特别是卫星、雷达等新监测手段所获得的

资料与常规资料的融合技术和应用能力不足，突出表现为目前我国气候业务中使

用的对流、辐射、海洋、积雪、极冰等大量监测信息主要来自国外。

2．现有气候业务技术难以满足现代气候业务发展需求。近年来，国家对气

候领域研究给予了大力支持，也取得了大量科研成果，但这些成果还不足以支撑

现代气候业务发展需求，特别是对我国和亚洲区域气候异常的监测指标和成因诊

断技术、旱涝预测技术、气候灾害的影响评估和风险管理技术，以及气候变化的

检测、归因和适应技术等都需要开展深入研究，并进一步提高科研成果转化水平。

3．气候系统模式研发与业务应用尚需加强。气候系统模式作为气候业务所

依赖的最重要的核心技术之一，近几年取得了较大发展，但还需要不断完善和改

进，特别是海陆气冰耦合的物理过程、模式的分辨率等影响气候模拟预测的关键

环节，以及高分辨率区域气候模式的研发，与现代气候业务建设需求还有较大距

离；此外，气候系统模式的发展还需要与“第三次青藏高原大气科学试验”等重

大科学试验以及气候预测业务和气候变化预估应用相结合，有针对性地促进我国2

气候系统模式能力的提升。

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