（一）优先主题
优先主题 1：我国百年温度降水均一化气候序列集建立
研究中国地面气温、降水资料质量控制和均一化订正技术，收集整理中国近
百年尺度的气温、降水台站观测资料，建立均一化温度降水序列集。利用所建立
的均一化数据集，研究改进全球格点化气候数据集中中国区域气候资料质量的技
术方法，结合国外基本要素气候数据集，建立一套国际开放的、中国区域资料质
量得到显著改进的、高质量全球百年温度降水气候资料集。
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
研究基于统计学和天气动力学原理的高空气象要素的综合质量控制算法，研
制高空气象资料质量控制中关键参数和指标，研究探空仪变化带来的观测误差变
化及订正方法；发展 L 波段雷达探空数据、 GPS-Met 水汽资料、飞机探测资料、
闪电定位资料、风廓线仪资料等新型高空观测数据的质量控制技术；研究不同高
空探测资料间误差的交叉评估技术；建立高质量的中国区域高空观测基础数据
集，研发中国和亚洲区域高空主要要素气候数据集产品，为气候业务、气候变化
研究、气候模式预报、区域再分析等研究提供基础资料支撑。
优先主题 3：我国降水温度精细化格点气候数据集建立
利用常规观测、高密度区域自动气象站、卫星、雷达等观测资料，研发降水、
温度等基本要素的多源融合技术，建立联合估测降水业务系统，研制建立可满足
气候监测预测、气象灾害风险管理等业务和科研需求的、高实时性精细化降水温
度多源融合系统，生成多源融合的气候资料集，资料集的空间分辨率为 5 公里，10
时间分辨率在小时级，资料长度不少于 15 年。
优先主题 4：亚洲区域高分辨率陆面再分析资料集
充分利用各种地面观测(包括土壤湿度和温度观测)、自动气象站以及卫星遥
感等观测资料，研究基于完善的陆面模式和多源观测资料的陆面资料再分析技
术，利用陆面模式、相关驱动场和多源观测资料，建立空间分辨率在十公里级的
亚洲区域陆面再分析系统，对亚洲区域 1981 年以来的陆面信息进行模式再分析，
形成相应的高分辨率陆面再分析资料集， 全面提高亚洲区域陆面再分析资料的质
量， 为气候业务和研究提供系统、技术和数据的基础性支撑。
领域 2：气候监测诊断
预期目标：气候监测诊断的空间范围涉及全球、亚洲和中国区域的三维空间，
时间尺度包括逐日、 候、旬、月、季和年际气候变率。气候监测诊断既要满足气
候业务服务需要，还要为气候预测提供科学依据。其主要内容包括： 对大气环流
及其活动中心的监测； 对极端气候事件和气候灾害的监测；以及对关键物理过程
和外强迫影响因子的监测和机理诊断。加强气候系统的监测和动力学诊断方法的
应用，建立实时三维动态监测诊断产品，有助于更全面地认识气候异常的成因和
各影响因子的相互作用机理。
（一）优先主题
优先主题 5：不同类型 ENSO 的动力学监测诊断技术及其应用
研究赤道东太平洋（冷舌型）和赤道中太平洋（暖池型）两种不同类型 ENSO
的发生、维持和相位转换机制； 研发能准确刻画不同类型 ENSO 的定量化指数指
标，发展具有明确动力学意义并可清晰提供两种类型 ENSO 现象的时空演变信息
的监测诊断技术；基于物理统计分析和气候模式诊断，深入认识两类 ENSO 的可
预报性，研究不同类型 ENSO 对我国不同季节气候异常的影响机理，揭示 ENSO
气候影响的季节性和地域性特征，发展 ENSO 影响东亚气候的物理模型。建立不
同类型 ENSO 的动力学监测诊断业务系统，建立和完善不同类型 ENSO 影响我国和
东亚区域不同季节气候异常的物理模型。
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
研究北极涛动、欧亚遥相关等大气环流区域模态和 ENSO 在不同相位下对我11
国冬季气候的影响，揭示不同相位配置条件下，东亚冬季风系统的变化及其影响
异常气候、天气事件的过程和机理，研究我国北方冬季异常低温与异常降水事件
的时空分布特征；探讨大气环流和外强迫异常在异常事件中的作用和影响机理，
开发可用于业务的监测诊断指标和影响模型，建立我国冬季气候异常预测模型。
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
揭示欧亚大陆积雪的时空变化特征，特别是积雪的年代际变化特征；研究欧
亚大陆中高纬度积雪和青藏高原积雪在不同年代际变化背景下影响亚洲季风系
统和我国夏季降水变化的途径和机理；研制以欧亚大陆中高纬度积雪和青藏高原
积雪为前兆信号的亚洲季风和我国夏季降水异常的预测方法。
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
研究北半球中高纬大气环流低频扰动演变的基本特征， 研究低频扰动能量的
产生、维持和传播的机理, 揭示其与我国强降水等极端气候事件的联系和机制，
研发低频扰动的监测技术， 并应用于极端气候事件的机理诊断， 提高我国极端事
件的监测预测能力。
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
研究东亚季风季节内、季节、年际到年代际等多时间尺度变率的主要特征，
特别是热带与热带外地区海气系统的调制作用、南北半球环流异常对东亚和我国
季风降水的共同作用，揭示其中的物理机制；研究东亚季风多尺度变率对我国气
候变化的影响途径和预测方法。
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
诊断分析东亚区域性降水和气温异常事件的可能成因，重点揭示气候异常事
件与外强迫异常的关系，研制基于气候动力模式开展动力和统计诊断的综合分析
平台；研制在外强迫（海温、 海冰等）条件下，多初值和多模式模拟结果的分析
诊断和可视化技术，建立针对东亚地区大范围降水和气温异常成因的动力学诊断
和数值模拟分析平台。12
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
利用高空观测站和地基全球定位系统（ GPS） 观测资料，结合地面湿度观测
资料，开展适用于不同气候区不同季节高空大气水汽含量的估算方法研究；开展
我国高空大气水汽含量的变化规律及成因分析；深入分析大气水汽含量和夏季降
水转化率演变规律，研究大气水汽含量的变化与夏季旱涝的关系及其影响机理，
提出适合我国不同地区各季大气水汽含量的估算方法，揭示我国大气水汽含量的
时空演变特征，为夏季旱涝预测和合理开发空中水资源提供参考。
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
水汽输送的路径和强度对我国夏季降水主要雨带的分布具有重要影响。研究
印度洋和西太平洋水汽输送的主要通道和基本特征,特别要分析索马里急流、亚
澳大陆桥和西太平洋地区水汽输送变化的时空特征,研究其与我国夏季降水的季
节内到季节变化的联系，揭示热带水汽输送对我国夏季降水影响的机制，建立热
带水汽输送异常的业务监测指标及其对我国夏季降水影响的预测模型。
优先主题 13：极端天气气候事件的监测指标体系及其应用
针对极端天气、气候事件发生、发展、消亡的过程，研发监测极端天气气候
事件过程的客观方法和定量指标， 建立相应的监测指标体系；分析我国极端事件
过程的主要类型、时空演化特征，建立表征极端事件过程类型、严重程度等信息
的历史事件库， 发展极端天气气候事件过程的监测方法并在实时业务中应用。
（二）区域特色
分析我国区域性不同历时降水极值特征的时空变化，探讨区域性不同历时强
降水差异的年际、年代际变化成因和机理；建立适合我国城市(特别是城市群和
超大城市)不同历时强降水(包括冬季强降雪)的诊断监测指标，揭示其时空变化
特征；研究强降水事件的环流和外强迫异常特征和机理， 研制短历时强降水滚动
监测评估分析的可视化系统平台,为城市强降水预测预警和风险管理提供技术支
撑； 研发极端干旱事件时空群发性监测诊断技术，研制相应的定量化评估指标体
系，揭示其时空演变特征，为建立群发性极端干旱事件监测业务提供科技支撑;
研究人工智能技术，在大气环流、海洋环流及其相互作用的分类诊断中的应用，13
分析大气、海洋的关联性质，拓展传统的气候诊断方法。
领域 3：气候预测
预期目标： 以提升短期气候预测准确率为目的，建立客观的动力与统计相结
合的预测系统。在对影响我国气候异常重要因子和关键物理过程监测诊断的基础
上，发展具有坚实物理基础、影响机理明确的客观统计气候预测系统，改进动力
模式与统计相结合的滚动集合气候预测系统，加强利用降尺度技术进行集合预测
产品的解释应用能力以及实时提供不同时间尺度的气候预测产品能力，完善现有
短期气候预测理论和方法，提高我国气候预测能力。
（一）优先主题
优先主题 14：短期气候预测可预报性应用研究
利用非线性误差增长等理论，开展实际大气可预报性研究，研发利用实际观
测资料确定不同区域、不同季节、不同类型气候过程的实际可预报性指标系统，
揭示可预报性指标与海洋、冰雪、陆面等外强迫因子异常之间的联系和物理机制，
建立针对亚洲不同季节不同类型气候过程预报能力的判识技术和应用方法；建立
可业务应用的不同区域典型气候过程的可预报性指标体系，以及典型过程预报能
力的判识模型，研究预测技巧之预报的技术方法。
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
开展中国东部气温及降水年际异常型的可预报性研究，通过动力诊断、数值
模拟、敏感性试验等方法，研究海洋、陆面、冰雪等强迫因子异常影响中国东部
不同季节气温及降水典型年际异常型的可能物理过程，揭示中国东部不同季节气
温及降水典型年际异常型的可预报性，及其与海洋、陆面、冰雪等强迫因子异常
配置的关系和物理机制；研发客观识别中国东部 5—9 月主雨带变迁特征的技术
方法，揭示影响主雨带异常分布的物理因子和机制，建立基于主要影响因子的动
力—统计预测方法。
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
研究 青藏高原热状况和陆气相互作用季节变化的特征，高原冬春季节热力
异常维持到夏季的机理，高原陆气相互作用与高原对流过程的联系及其影响中国14
气候季节变化和年际变化的机理；揭示亚洲邻近海域海气相互作用的多时间尺
度特征，热带对流和 ENSO 事件的联系及其影响中国气候季节变化和年际变化的
过程和机理；揭示青藏高原和亚洲邻近海域海气相互作用协同影响东亚夏季风降
水和西太平洋副热带高压变化的机理,以及东亚夏季风降水的加热作用对青藏高
原热状况和邻近海域海气相互作用的反馈影响过程； 基于前述研究成果发展动
力模式和统计降尺度相结合的中国季节气候异常和年际变化的预测方法。
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
研究中高纬海—陆—气系统季节配置及其演变对我国初夏南海季风暴发的
早晚及其路径的影响，对我国北方初夏雨带和气温分布类型影响的基本模态与成
因；分析前期极地和中高纬度地区海—陆—气相互作用对夏季东亚大气环流系
统，尤其是西北太平洋初夏热带气旋活动异常、阻塞高压活动异常的影响和前兆
信号，揭示中高纬海—陆—气系统季节配置及其演变对我国气候的影响，提出中
高纬度海—陆—气系统季节配置及其演变与东亚大气环流系统和我国气候异常
联系的物理概念模型。
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
分析平流层环流异常与中高纬度对流层天气气候系统的可能联系，寻找我国
和东亚地区对流层气候异常（特别是月—季节内时间尺度）预测的平流层先兆信
号；研制影响我国短期气候预测的平流层指标，揭示平流层异常信号与我国和东
亚地区对流层天气系统及极端气候事件的联系；分析太阳活动的年际、年代际时
间尺度异常对平流层大气环流的影响，建立基于平流层异常信号的我国气候异常
预测模型。
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
基于全球与区域气候模式嵌套技术对全球气候系统模式结果进行动力降尺
度，对全球模式模拟结果的平均值和变率的系统误差进行订正，利用误差订正结
果驱动区域气候模式，研究全球模式误差订正对东亚动力降尺度模拟的影响；利
用区域气候模式进行多物理过程的集合模拟，采用不同的物理过程参数化方案进
行集合模拟，研究短期气候预测的不确定性问题；统计季节尺度气候异常和极端
事件发生的概率，评估该方法对月、季气候的预测能力；通过统计诊断，分析区15
域气候模式对区域极端气候事件（强降水、冷空气/降温、高温热浪等）发生与
关键影响因子（ 如青藏高原加热、热带太平洋、印度洋等热带关键区海温、中纬
度关键区海温、高纬度积雪、环流异常演变等）关系的模拟能力；针对我国典型
区域气候特征，开发基于我国新一代短期气候预测模式系统的高分辨率区域气候
业务模式，利用该模式研发针对月—季节尺度区域极端气候事件的预测方法。
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
在改进和完善陆面物理过程参数化方案和流域水文模式的基础上，建立区域
气候模式与陆面水文模式的耦合系统，实现主要江河流域旱涝季节气候预测业
务；基于区域气候模式与陆面水文过程模式耦合系统，进行旱涝事件集合回报试
验，揭示该系统对旱涝事件的短期气候预测技巧；研制对旱涝事件预测的误差订
正技术与方法，建立将流域降水异常预测转变为流域旱涝气候预测的业务系统。
优先主题 21：旱涝急转的成因及其气候预测方法
研制反映我国典型区域旱涝急转气候异常的监测指标，诊断分析旱涝急转气
候异常的主要影响因子和前兆信号，揭示我国旱涝急转气候异常与热带低频振荡
（ MJO）、副热带低频振荡(ISO)、高纬度环流异常以及前期该区域下垫面热力持
续异常的联系及其可能的物理机制， 提出和构建相应的“旱涝急转”预测方法和
技术。
优先主题 22：中国年代际气候预测的理论与关键技术
研究我国气候年代际变化的特征及其主要影响因子，分析揭示海洋、冰雪、
陆面等慢变气候分量的年代际变化与影响我国气候的大气环流系统年代际异常
之间的联系和机理，提取气候系统变化的年代际尺度信号，建立影响年代际气候
变化的指标体系；发展基于海洋、冰雪、陆面等分量物理诊断关系的中国年代际
气候预测理论、方法和关键技术。
优先主题 23：热带气旋延伸期—月—季节集合预测关键技术
针对我国热带气旋在延伸期、月及季节尺度预测业务发展相对薄弱的问题，
利用多源资料，分析研究在西北太平洋和南海生成的影响我国热带气旋的年际和
年代际变化特征，揭示热带气旋的年度、季节和季节内变化的关键影响因子及其
机理；利用高分辨率区域气候模式嵌套国家气候中心新一代动力模式系统提供的
大尺度环流多初值集合预报结果，开展基于多初值集合的台风延伸期、月及季节16
动力预测系统，实现延伸期、月和季节尺度生成热带气旋个数和路径、登陆个数
和路径等预测对象的客观预测。
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
充分运用历史资料，发展改进月和季节尺度气候模式预测的应用技术； 基于
动力相似预报策略和方法，发展适用于东亚和我国气候区域特点的历史相似识别
方案、模式预报误差诊断分析和优化估计方法，开发月、季尺度模式预测的相似
误差同步订正应用技术和基于统计模型的模式预报后处理修正方案；研制能运用
历史资料相似性信息的气候模式动力降尺度模型； 研发基于天气尺度涡旋与气候
低频流反馈机制的模式初始化方案以及与之适应的集合预报关键技术。
优先主题 25：气候模式产品统计释用技术和业务系统研发
针对新一代短期气候预测模式 30 年回算结果，研发气候模式产品的降维和
信息浓缩提取技术，寻求气候模式中气候资料向量场的最佳表达，在挖掘模式产
品潜在预测信息的基础上，实现对气候模式整体预测信息的提取，为统计释用模
型提供更好的因子场；开发动力与统计相结合的气候模式降尺度解释应用技术，
研发新一代短期气候预测模式信息在月—季气候预测中的解释应用技术和动力
气候释用气候预测业务系统。
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
研究延伸期强降水和强降温过程的可预报性特征，诊断气候模式对延伸期过
程的预测能力，揭示模式环流预报与延伸期强降水和强降温过程的联系， 分析延
伸期内误差增长较慢的可预报分量和误差增长较快的混沌分量的特征，诊断不同
增长特性的可预报分量和混沌分量的误差来源；研制可预报分量的分离技术和误
差订正方案与预测策略，研发建立亚洲区域延伸期集合预测系统。
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
基于历史气候资料，提取影响关键区域短期气候预测的因子， 通过演化建模
的方法，分析历史气候要素演化的主要动力学特征，建立气候要素演化的动力学
方程；研发基于历史资料建模的短期气候预测技术，对关键区域未来的气候演变
趋势开展预测研究，建立关键区域短期气候预测业务系统。17
（二）区域特色
研究东北低涡变化的气候特征及其对东北夏季低温、长江流域梅雨期环流和
降水的影响机制，研制东北冷涡气候异常对我国夏季东北低温和长江流域梅雨期
环流和降水的气候预测应用技术； 研究造成新疆夏冬季极端降水（雪） 的气候因
子及其作用机理， 研制建立可业务应用的新疆夏冬季极端降水（雪） 月—季节气
候预测方法和客观化模型； 研究华西秋雨年际变化特征及其影响因子，揭示东亚
季风、高原季风、南亚季风、印度洋海温等大气及海洋强迫异常对华西秋雨形成
和维持的物理机制， 研究建立定量化的华西秋雨短期气候预测方法和模型， 研究
西南地区干旱规律和物理成因，研究建立西南干旱的预测方法和预测模型。
领域 4：气候变化
预期目标： 完善全球和区域历史气候资料序列，建立和改进标准化气候要素
变化序列，开展气候变化及其影响的检测和归因研究，定量分析气候变化关键科
学结论的不确定性；深入理解全球气候系统的变化特征以及各种物理、化学、 生
物过程及其相互作用机理，加强全球碳循环模拟研究，研发未来气候变化趋势集
成预估技术和方法，开展精细化的气候变化综合定量评估和适应对策研究，为国
家应对气候变化内政外交及学术发展提供基础支撑。
（一）优先主题
优先主题 28：我国地面气温观测数据代表性分析技术
调研我国 2400 多个地面台站的沿革情况及其周边的建筑分布情况，研发适
用于我国气候变化研究的台站及数据筛选的判定技术和标准，逐一确认我国
2400 多个地面台站中适合用于气候变化研究的台站，通过对比空间分布不均匀
情况下构造区域地表气温序列的多种方案，确定适用方案，利用确认后的台站资
料分析近 50 年我国地面气温变化特征，定量评估改进后的数据对相关业务产品
的影响。
优先主题 29：青藏高原冰雪化学特征变化及其气候效应
分析青藏高原各地区冰雪中主要吸光性气溶胶沉降物（如黑碳、矿物粉尘、
硫酸盐）的时空变化特征，研究各种沉降物的变化与大气环流之间的关系；结合
区域气候模式，研究冰雪中各种沉降物对区域气候（如温度、环流型）的影响，
探明青藏高原各地区冰雪中主要吸光性气溶胶的空间分布、来源和传输路径，揭18
示区域大气环流对影响冰雪物理和化学特性的主要沉降物的影响，深化对冰雪中
黑碳/粉尘浓度变化的区域气候效应的认识，提高预估未来区域气候变化的能力。
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
分析东亚区域大气水汽的时空分布特征及其长期变化趋势，揭示大气水汽长
期变化与全球气候增暖、区域土地利用变化之间的关系，估算水汽反馈的区域气
候效应和不确定性及其与极端天气气候事件之间的联系。
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
通过资料分析和数值模拟，研究我国近几十年来沙尘暴发生频率以及沙尘气
溶胶排放、浓度和沉降的变化规律，分析沙尘气溶胶的物理、化学和光学特性，
发展区域气溶胶—气候耦合模式，研究沙尘气溶胶对地表能量平衡和大气辐射传
输的影响，研究沙尘气溶胶在传输中的混合、老化、吸湿增长等演变过程以及沙
尘对云凝结核、云特征和辐射的影响，研究沙尘气溶胶对大气环流、云和降水的
影响机制，评估沙尘在我国区域气候变化特别是北方干旱化中的作用和贡献。
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
收集整理我国近海船舶历史观测资料，建立可用于气候分析的、高质量海面
温度和气温资料数据集，研究我国近海（日本海、黄海、东海、南海）地区 1900
—2010 年海面温度的季节性和区域性年代以上尺度变化规律，研究我国近海区
域海面温度年代和趋势变化的原因，研究最近 50 年我国近海地区海面温度变化
对沿岸地带气温和降水的影响及其机理。
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