气候研究计划（2013-2020年）

4．现代气候业务体系能力建设有待加强。我国的气候业务具有满足国际国

内需求的双重任务。对外，我国承担了世界气象组织的全球产品中心、亚洲区域

气候中心、东亚季风活动中心和亚洲极端事件监测中心等国际义务；对内，我们

肩负着全国—区域/流域—省（区、市） —地市县的多层次气候业务服务责任。

目前我国气候业务体系建设特别是区域/省极气候业务能力有限，需大力加强。

为统筹组织实施各类气象科技项目，驱动现代气候业务科学发展，根据《国

务院关于加快气象事业发展的若干意见》（国发〔 2006〕 3 号）、《关于进一步加

强气象灾害防御工作的意见》（国办发〔 2007〕 49 号）、《中国气象局关于发展现

代气象业务的意见》（气发〔 2007〕 477 号）、《现代气候业务发展指导意见》（气

发〔 2011〕 1 号）的要求，以及落实《气象科学和技术发展规划（ 2006—2020）》

（气发〔 2006〕 352 号）、《国家气象科技创新体系建设意见》（气发〔 2007〕 385

号）和《中国气象局关于科技创新驱动现代气象业务发展的意见》（气发〔 2012〕

111 号）精神，以《气候研究计划（ 2009—2014 年）》（气发〔 2010〕 74 号）为

基础，借鉴第三次世界气候大会提出的全球气候服务框架（ GFCS）发展思路，结

合我国气候业务现状、发展需求和国际科技发展趋势，紧密围绕 2020 年中国气

象现代化战略目标，修订形成《气候研究计划（ 2013—2020 年）》。

该研究计划的总体框架（如下图所示）由引言、总体目标、重大专项、重点

领域和基础支撑平台五部分构成。其中，重大专项含 6 个主攻方向，重点领域含

6 个主要领域、 61 项优先主题和 5 项区域特色，基础支撑平台含 2 项主题。

《气候研究计划（ 2013-2020 年）》总体框架图3

二、总体目标

瞄准气候科学与技术发展趋势，针对国家经济社会发展对气候服务的迫切需

求，充分利用现有气候观测资料，进一步增强多源资料的综合应用与服务能力；

研究针对东亚季风区特点的气候系统监测、诊断、预测理论与方法，发展具有我

国特色的高分辨率气候系统模式和气候预测业务系统，提高气候预测准确率；改

进气象灾害区划技术、气象灾害风险管理和气候影响评估应用技术；发展中国区

域气候变化监测检测技术，提升气候变化背景下极端事件的监测、预测和影响评

估水平，提高气候变化对农业、水资源、能源、人体健康和生态等影响的定量评

估和预估能力；完善全国、区域和省级气候业务体系，提高我国气候业务和应用

服务的整体能力；建立以亚洲区域气候监测、预测、影响评估和服务业务为核心

的气候业务系统，为承担 WMO 亚洲区域气候中心（ BCC）基本业务任务和功能奠

定基础。4

三、重大专项

（一）重大科技应用研发

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

需求分析与重大科技问题：随着我国社会经济发展，经济活动和国际义务对

我国气候监测诊断业务提出了更高要求，以前主要集中于中国、兼顾国外局部关

键地区的气候监测诊断，急需向覆盖亚洲和全球主要气候敏感区拓展。区域范围

的拓展大量地增加了气候类型，需要对目前主要适于我国或东亚地区的气候监测

诊断业务指标和技术，特别是能够准确刻画亚洲区域气候变率和极端气候事件等

监测指标体系、揭示驱动亚洲不同区域月季到年际气候变率主要过程的物理诊断

因子、以及综合分析影响机理的诊断技术与平台，进行补充和完善。

主要研究任务和目标：研制亚洲区域干旱、洪涝、台风、高温热浪、低温阴

雨等极端气候事件的监测诊断指标与技术；研究亚洲区域月、季到年际气候变率

的时空分布基本特征和不同区域气候异常的关系，气候变率的极值分布和概率分

布；系统地监测诊断影响亚洲不同区域月、季到年际气候变率的主要物理过程、

影响因子和机理，特别是研发与大范围极端气候事件密切相关的高中低纬度大气

环流、亚洲季风的监测和诊断技术，以及相关的海陆热力差异、青藏高原热源、

全球海温、极冰、低频振荡等关键因子和强信号的监测和诊断技术，建立亚洲区

域气候异常的监测诊断业务系统。建立并完善亚洲季风系统逐日监测诊断技术与

指标体系，实时动态监测亚洲季风系统的活动与演变。

主攻方向 2：气象灾害风险综合定量评估关键技术研究

需求分析与重大科技问题：受气候变化的影响，高温、干旱、强降水、强台

风、低温等极端天气气候事件发生频率增加、强度增大；经济的快速发展，使社

会财富和人民生命财产聚集度加大（特别是向城镇集中），同等气象灾害强度下，

社会经济的暴露度、脆弱性，以及受影响的复杂性都急剧增加。近些年气象灾害

及其次生、衍生灾害所造成的损失不断增加，表明气候变化将加深加重自然生态

系统和经济社会系统受灾害风险的影响。目前我国气象灾害风险评估没有统一的

指标体系和技术方法，评估的对象仅限于单个行业或区域，针对不同气象灾害风

险，未形成跨学科、全方位、多层面的综合评估指标体系和区划技术，难以综合5

辨识和定量评估多行业、多部门、不同区域气象灾害风险程度和时空变异规律。

同时气象灾害风险管理及其决策支持技术，也是当前应对气候变化、提高气候变

化适应能力和降低灾害风险急需解决的重大科学问题。

主要研究任务和目标：研究全国主要气象灾害风险评估技术，建立包括自然

孕灾环境、气象水文致灾因子、承灾体暴露度及其变化、历史灾情、抗灾能力等

信息的全国气象灾害风险综合数据库；通过实验和理论模拟，研究承灾体针对不

同程度气象灾害的脆弱性评估技术，建立主要气象灾害风险评估指标体系；研究

重点区域或流域气象灾害风险的综合评估技术和方法，研究天气预报和气候预测

信息在气象灾害风险预评估中的应用技术以及相应灾害风险管理的技术方法，建

立综合气象灾害风险管理业务系统。

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

需求分析与重大科技问题：地球气候系统模式描述地球系统各圈层众多复杂

的动力、物理、化学、生物过程及其相互作用，是认知气候与环境演变及其机理

的重要工具，也是开展短期气候预测和气候变化预估的核心工具。我国在该领域

的研发还相当初步，与发达国家存在巨大差距。为满足未来联合国政府间气候变

化专门委员会（ IPCC）气候变化研究和短期气候预测业务发展对地球气候系统模

式的需求，需要进一步完善海—陆—气—冰多圈层耦合的气候系统模式，提高对

全球及区域气候和极端降水、温度等的模拟及预测性能；需要在气候系统模式中

增加大气化学、气溶胶、全球碳/氮循环等过程，增加人类活动土地利用及温室

气体排放等通过这些过程对全球/区域气候与气候变化的影响；需要提高对过去

和未来人类活动影响气候变化的模拟能力和短期气候预测水平。

主要研究任务和目标：以国家气候中心气候系统模式（ BCC_CSM）海—陆—

气—冰耦合的气候系统模式为基础，进一步完善模式动力框架，提高模式的水平

和垂直分辨率，提升模式对平流层环流的模拟能力。提高模式对海洋陆地生态系

统碳氮循环、大气化学和气溶胶等过程的描述能力，研究地球系统中的圈层耦合

和并行技术，科学反映地球系统不同圈层之间的质量、能量交换规律和圈层之间

的相互作用过程。利用该模式系统开展地球系统重要物理、化学、生态等过程的

研究；提高对过去和未来人类活动影响气候变化的模拟能力。能够建立国际较先

进的地球系统模式，较真实地描述人类活动对气候变化的影响，最终建立适用于6

月、季、年际气候预测和气候变化模拟预估的统一业务系统平台。

（二）重大基础、高技术研究和试验

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

需求分析与重大科技问题：由于亚洲季风的年际变率和季节内变率均较大，

经常导致不同区域的干旱、洪涝、酷暑等各种灾害性天气气候事件，特别是夏季

风暴发的早晚、向北推进的快慢及其强弱程度都直接影响到亚洲和我国汛期旱涝

的时空分布，所以研究亚洲季风系统的复杂性及其对亚洲区域旱涝的影响具有重

要意义。目前关于东亚地区气候年际—年代际变率（特别是旱涝灾害年代际变率）

的机理还不完全清楚，在全球变暖背景下，需要重新认识亚洲季风系统的变化、

亚洲季风与我国旱涝联系的变化和亚洲季风系统变异影响我国旱涝的物理机制，

研究亚洲区域旱涝灾害对大气环流基本模态、海洋和陆面因子多时间尺度演变规

律以及多因子相互作用的响应机制，研究亚洲大陆（特别是青藏高原）的动力和

热力作用对亚洲大范围旱涝气候的影响机理，研究东亚季风活动、中高纬度环流

和外强迫异常在亚洲大范围旱涝中的作用，以及亚洲大范围旱涝气候预测理论和

方法。

主要研究任务和目标：亚洲季风区周边海域海气相互作用、水分输送及其对

亚洲大范围旱涝的影响；青藏高原地形、大气热源、水分循环对亚洲大范围旱涝

的影响；东亚季风对亚洲旱涝的影响范围、程度和机理；中高纬度环流和外强迫

在亚洲大范围旱涝中的作用；动力与统计相结合的短期气候预测理论与方法研

究。从多因子相互作用角度揭示亚洲大范围旱涝形成的物理过程和机理，区分热

带海洋、青藏高原、中高纬度外强迫异常，以及热带、副热带季风与中高纬度环

流在大范围旱涝中的作用，建立亚洲大范围旱涝和关键过程预测的技术方法和理

论体系。

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

需求分析与重大科技问题：深入理解全球气候变化的事实、响应特征和机理，

预估未来气候变化趋势，综合评估气候变化影响，是国家制定适应、减缓行动策

略和国际气候谈判的紧迫需求，也是开展气候变化领域国际（南南）合作的前提

条件之一。其中亟待解决的重大科学问题包括：揭示近百年全球陆地气候变化总7

体趋势、规律及其区域差异，揭示 20 世纪 50 年代以来全球陆地和重点区域极端

气候事件发生频率、强度、范围等特点、规律及机理，揭示城市化过程对地面气

候观测数据的影响以及对全球和区域地面气温趋势的贡献程度，综合评估气候变

化风险及其不确定性，辨识人类系统与自然系统之间的相互影响及作用机理。

主要研究任务和目标：完成全球陆地表面气温和降水观测数据系统偏差评估

和校订，包括城市化对地面气温趋势影响的评估与校订，以及风速对降水测量影

响的评估与校订；分析近 110 年全球陆地、各大陆、重点国家和地区气温和降水

趋势变化时空规律； 20 世纪 50 年代以来亚洲极端气温和降水变化规律，包括综

合极端气候趋势变化规律；研究东亚和中国气候对全球变暖的响应及其机理，包

括气候变暖速率和转折点的空间差异及其成因；研究最新的不同排放情景（ RCP）

下未来我国气候变化趋势的集成及其动力和统计降尺度分析技术，定量分析未来

我国近期（ 2035 年之前）和长期（ 2100 年之前）气候变化的主要精细化时空特

征及其不确定性；研发气候变化对农业、水资源、生态等自然系统影响的检测、

归因技术和影响评估模型，定量评估气候变化的影响及其不确定性；研究承灾体

对气候变化的响应以及不同承灾体变化之间的作用机理，定量分析不同适应措施

的协同效应，采用最优化理论开展区域气候变化影响及适应措施的相互作用研

究；发展我国气候变化影响综合定量评估业务，建立国家和区域未来气候变化预

估、影响、适应和不确定性的一体化业务平台。

主攻方向 6：亚洲区域地面观测均一化气候数据集建立

需求分析与重大科技问题：我国气象观测站网已经积累了 60 余年的观测资

料，但由于台站搬迁、设备更新、观测规范变化等原因，资料中存在严重的非均

一性等质量问题。同时，气象观测台站分布的时空不均匀性，也给气候资料的应

用带来巨大困难。因此，需要集中力量开发建立一整套高质量均一化的站点和格

点化气候数据集，并形成实时的分析续补能力，以满足和保障我国气候和气候变

化业务、科研和服务对气候资料持续的需求。其中亟待解决的重大科学问题包括：

亚洲区域常规气象观测要素均一性检验订正的综合集成技术，站点资料格点化技

术，气象资料分析实时质量控制业务技术。

主要研究任务和目标：研究逐月及更高时间分辨率的气温、降水、地面风速、

气压、湿度、蒸发、太阳辐射、日照时数、能见度等主要气象要素时间序列的均

一化方法和技术，发展适用于我国不同气候观测资料的均一化技术思路；结合统8

计技术、元数据信息和卫星遥感数据，研究台站环境（含城市化等人为因素）、

观测业务变化等非自然因素对中国不同时间尺度地面气候资料序列造成的非均

一性影响的幅度与方式，以及对气候变化序列长期趋势和极端事件估计造成的偏

差；研究台站迁移对比观测资料在资料误差分析和均一性检验订正中的应用技

术；建立可满足气候和气候变化业务和科研需求的、近 60 年我国均一化站点基

本气象要素气候数据集；研发考虑地理信息的站点资料格点化技术和气象资料实

时质量控制的业务应用技术；在均一化站点基本气象要素气候数据集基础上，建

立不同时空分辨率的格点化气候数据集；结合国外基本气象要素气候数据集，全

面提高亚洲区域基本气象要素气候数据集的质量，并形成数据集的续补能力。9

四、重点领域

领域 1：面向业务和科研的气候基础数据集及应用

预期目标：研究和改进主要气象观测资料的质量控制和均一化技术，建立我

国百年基本要素均一化气候序列和 60 年高空气象要素均一化气候序列;研制近

15-20 年多源资料融合的精细化气温、降水格点数据集；开展陆面资料再分析技

术，建立亚洲区域高分辨率陆面再分析数据集，为气候业务和科研提供开放的、

高质量的基础数据。

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气候研究计划（2013-2020年）

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