应用气象研究计划（2013-2020年）
领域 2：农业气象灾害防御
预期目标： 阐明不同强度农业气象灾害和病虫害及其持续时间对农业生产影
响的过程与机制；发展不同农业气象灾害和病虫害影响的诊断与风险评估技术；
建立农业气象灾害和病虫害的预警指标体系和实时动态监测灾损评估模型，服务
于农业气象防灾减灾。
(一)优先主题
优先主题 10：农业生物全生长过程的农业气象灾害监测预警与评价
分析主要农业生物不同生育期与全生长过程对不同强度农业气象灾害(如干
旱、低温冷害等)及其持续时间响应的生物学特征，建立相应的生物学指标体系；
研究农业气象灾害对环境因子的响应特征与关系；发展农业气象灾害监测方法与
指标体系， 农业气象灾害风险评估方法，主要农业生物全生长过程的农业气象灾
害等级划分与灾损评估技术。研发主要农业生物全生长过程的农业气象灾害诊断
方法和监测预警评价技术。
优先主题 11：主要农业生物生长动态的遥感监测与模式研究
基于田间试验、人工控制试验、环境小卫星高光谱数据及地物光谱仪等观测
数据，开展主要农业生物类型识别技术与标准研究，农业生物类型端元提取技术
研究，基于多时相卫星遥感资料，开展主要农业生物类型遥感识别方法与遥感混
合像元分解技术研究； 基于多源卫星和气象、水文、 农业等数据融合，开展农业
干旱动态监测、评估和预测方法研究； 建立农业干旱评估和预测综合模型；发展
农业气象灾害影响下主要生物冠层反射光谱参数及长势指标的动态变化模式； 研
发基于星陆双基遥感农业信息协同反演技术的作物长势监测指标、农业气象灾害
监测指标，以及主要农业生物产量评估指标及诊断技术，为地面农情信息、主要
农业生物类型识别与种植面积评估提供遥感监测技术。
优先主题 12：主要农业生物重大病虫害发生的气象条件预测预警和
评估
针对我国重大病虫害， 研究气象条件时空变化对病虫害发生的地理范围、 时
间、强度、频次等的影响及其关系，病虫害与气象灾害相伴发生的群发关系；分
析病虫害发生的时空新变化及其规律性；利用生物物理统计方法，开发不同气象
条件下气候型病虫害的预警预测技术；建立主要农业生物病虫害发生气象条件等
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级指标体系与风险评价方法；编制病虫害发生发展的气象条件时空分布图与风险
区划；提出主要农业生物重大病虫害发生的气象条件监测、预警和评估技术方法；
研发农业生物重大病虫害灾变风险评估系统。
优先主题 13：草地气象灾害监测预警及其对畜牧业的影响评价
针对北方草地畜牧业生产中长期存在的重要气象灾害， 分析主要草地生物不
同生育期与全生长过程对不同强度气象灾害及其持续时间响应的生物学特征，建
立相应的生物学指标体系；研究草地主要生物全生长过程的气象灾害等级划分与
灾损评估技术；建立以草地、家畜为主体的气象灾害评价指标体系，并从气象灾
害区域孕灾环境敏感性及区域畜牧业承灾体抗灾能力等方面，构建主要草地生物
气象灾害致灾临界指标的表征方法和量化识别技术；建立草地气象灾害预警指
标、灾情指数和预警信号指数；发展草地气象灾害预警指数和实时动态监测评估
模型，并进行业务应用。
优先主题 14：设施农业气象灾害风险评估技术
研究不同区域主要设施农业气象灾害的时空分布特征； 基于设施内外气象要
素定量关系，评价设施农业气象灾害时空分布；构建不同区域主要设施农业气象
灾害及灾害等级指标；研发天气预报产品在设施农业气象灾害影响评价与风险评
估模型中的释用技术；探讨设施农业生物生产气象灾害影响评价、 风险评估与预
报技术；构建不同区域设施不同农业气象灾害影响诊断与风险评估技术； 调查各
地蔬菜大棚和日光温室的防风、防雪压能力，建立防风、防雪压数据库； 研发设
施农业气象灾害风险评估业务系统。
(二)区域特色
研究气象灾害对主要农业生物品质的影响与评价模型；区域或特色农业生物
气象灾害立体监测指标体系与灾损评估； 区域或设施农业生物病虫害风险评估与
对策； 主要设施农业生物常见病虫害发生发展气象等级指标、潜在发生概率预报
及对策措施； 设施特色农业生物气象灾害影响的风险评估与预警。
领域 3： 次生与衍生气象灾害防御
预期目标： 阐明气象灾害对气象服务高敏感行业(交通、铁路、电力、林业、
健康等行业)的影响过程与机制；明确气象服务高敏感行业的致灾临界气象条件
指标体系；发展气象服务高敏感行业气象灾害影响风险评价方法；研发气象服务
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高敏感行业的气象灾害监测预警技术。
(一)优先主题
优先主题 15：内陆水上交通气象灾害致灾机制与监测预警
研究影响内陆水上交通安全的气象条件、影响机制和致灾临界气象条件指标
体系；发展内陆水上交通气象灾害监测技术；建立内陆水上交通气象监测系统示
范站点；开展内陆水上交通气象灾害工程风险评价技术和风险区划研究；研发内
陆水上交通气象灾害监测预警服务系统。
优先主题 16：高速公路和轨道交通气象灾害监测预警及风险评价
研究影响高速公路和轨道交通安全的气象条件、影响机理和致灾临界气象条
件指标体系；发展高速公路和轨道交通致灾临界气象条件监测技术； 进行高速公
路和轨道交通气象监测系统站点示范；开展高速公路和轨道交通气象灾害风险评
价技术和风险区划研究；研制高速公路和轨道交通气象灾害的风险评价、调度和
决策支持系统，以及气象灾害监测预警服务系统。
优先主题 17：道路结冰气象监测预警及风险评价
研究道路结冰的气象条件及其影响机理，建立道路结冰临界气象指标； 开展
道路结冰自动监测研究，实现道路结冰过程的自动监测；建立规范化的道路结冰
综合数据库；研究道路结冰气象要素精细化预报技术方法；建立道路结冰预报模
式；研发道路结冰风险评价技术和精细化区划方法；给出道路结冰精细化风险区
划； 研制道路结冰气象监测预警系统。
优先主题 18：架空输电线路气象灾害监测预警及风险评价
针对架空输电线路，收集建立架空输电线的历史灾损资料和相应气象、孕灾
环境等资料数据库；研究架空输电线的致灾临界气象条件和影响机理；开展架空
输电线的致灾临界气象条件指标体系研究，确定架空输电线路工程气象参数设计
值和地理区划；研发架空输电线路致灾临界气象条件精细化预警技术方法； 开展
架空输电线路气象灾害影响区划与风险评价；开发架空输电线气象预报预警服务
产品；研发架空输电路安全运营气象预警系统。
优先主题 19：城市生命线系统气象灾害的致灾机制与监测预警
研究影响城市生命线系统(交通、供电/暖/气/水等)的气象条件、影响机理
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和致灾临界气象条件(大风、 暴雨、雾、霾、雪、高温、 雷电、 寒潮等)指标体系；
发展城市生命线系统致灾临界气象条件监测技术；建立城市生命线系统气象监测
系统示范站点；开展城市生命线系统气象灾害风险评价技术和风险区划研究；研
制城市生命线系统气象灾害的风险评价、调度和决策支持系统， 解决城市气象灾
害风险防范与快速响应关键技术，服务于城市建设和可持续发展。
优先主题 20：海洋气象导航及其风险评价
研究影响船舶气象导航的气象条件、影响机理和致灾临界气象条件指标体
系；发展船舶气象导航致灾临界气象条件监测技术； 分析研究船舶气象导航业务
技术；全球三大洋航线上灾害性天气预报产品释用技术；近海航线咨询服务和海
洋气象海况分析方法；风浪对船舶航行速度影响的失速计算方法；风浪对船舶航
速的影响及船舶航行风险等级划分方法；发展基于电子海图的海洋气象预报产
品；研发基于电子海图的综合性海洋气象导航系统。
优先主题 21：雷电灾害风险评价及其防护技术研究
研究我国雷电灾害的分布特征及其影响因素；不同类型(居民住宅房、太阳
能与风能发电机、 10kV 高压输电线路、轨道交通、公路交通、航空等)雷电灾害
的特点、孕灾环境、致灾因子和承载体；适于我国的雷电灾害危险度等级的划分
技术；雷电流波形特征与不同类型雷击破坏成因；感应过电压效应；雷电电磁脉
冲对线路耦合产生过电压的数值模式；直接和间接雷击的发生发展及致灾机理；
不同雷电承载体的闪电电磁信号屏蔽效应；建立不同雷电承载体的综合防雷技
术， 提出适于不同雷电承载体的雷电防护技术。
优先主题 22： 流域山洪/地质灾害的致灾机制与气象预报预警
分析流域山洪/地质灾害的发生发展特征及其与水文气象条件的关系； 针对
流域山洪/地质灾害发生的气象、 水文与地理背景，研究山洪/地质灾害的历史区
划方法；开展引发流域山洪/地质灾害的气象水文促发机制和致灾临界气象条件
指标体系研究； 发展流域精细化气象水文集成预报技术； 构建山洪/地质气象预
警与灾害风险评估技术；研发基于水文气象条件的山洪/地质气象预报预警系统。
优先主题 23：森林/草原火险预报与灾损评估
分析森林/草原的火发生、气象条件、生物条件与火源的发生发展特征；研
究森林/草原的火发生与气象条件、生物条件与火源类型的关系；发展森林/草原
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火险区划气象指标体系，森林/草原可燃物量及含水量定量模拟模型，森林/草原
火险预报技术，森林/草原火灾的灾损评估技术； 建立森林/草原火险预测预报服
务产品； 给出森林/草原火险气象区划、可燃物区划及火险区划；研制森林/草原
火险预报与灾损评估服务系统。
优先主题 24：极端天气和大气环境对人体健康的影响及应对措施
研究疾病发生发展规律及其与极端天气、大气环境及其相互作用的关系；发
展极端天气和大气环境及其相互作用对人体健康影响的定量评价方法；基于极端
天气和大气环境影响的人体健康风险预报预警技术；分析极端天气－大气环境诱
发疾病的响应和应对措施；建立极端天气－大气环境与人体健康预报专家支持
库；研发气象、 大气环境诱发疾病评估体系和评估量表，建立慢性非传染性疾病
发作风险的预测预报模型；开发极端天气和大气环境诱发的疾病负担和服务效果
评估技术，提出极端天气－大气环境敏感的人体健康应对措施。
(二)区域特色
研究地震灾区及周边地区滑坡泥石流灾害概率预报方法；青藏高原及其周边
局地强降水诱发山洪泥石流灾害预警预报；区域城市气象灾害影响的风险评估与
预警；全球变暖和城市化共同影响下的高温热害预报预警；快速城市化区域气象
灾害风险评估与城市安全运行管理； 气象与环境因子对疾病诱发机理及其影响评
估； 输电工程雷击致灾机制与风险评估； 关键地段高速公路重要气象灾害预报预
警；高速公路结冰与团雾监测预报； 大跨度与高耸工程、沿海与山区、平原与复
杂地形下测站优化选址、资料反演和重现及数值模拟等。
领域 4：人工影响天气
预期目标： 揭示云结构、降水形成和人工影响天气科学机理， 研发人工影响
天气作业潜力评估、催化条件选择、催化方法和效果检验的技术与方法； 研发新
一代人工影响天气数值模式、 新技术和新装备， 提高作业条件预报能力， 增强人
工影响天气科技支撑与业务引领能力。
(一)优先主题
优先主题 25：人工影响天气作业条件的识别方法与应用
研究基于雷达和卫星的人工增雨作业条件识别技术， 重点基于地基、空基遥
感探测资料，结合云数值模式，研究云中过冷水分布、含量及演变等关键参数的
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识别方法，建立可靠的冷云作业条件判别技术， 利用卫星反演的混合云含水量，
结合云模式，给出云中过冷水含量及其分布；发展基于偏振雷达的人工防雹作业
条件识别技术，包括利用新一代多普勒偏振雷达等的观测资料，分析冰雹云发展
过程中、尤其是发展早期的雷达回波、垂直速度、云中相态和偏振信息等不同物
理参数的变化特征及其与雷雨云等其他对流云体的区别，结合数值模拟，研究冰
雹云早期的识别方法和技术，提出在产生地面降雹前的冰雹云早期识别技术。
优先主题 26： 人工影响天气作业条件数值预报模式研发
针对目前业务化人工影响天气数值模式的不足，研究发展基于雷达等资料同
化的新一代人工影响天气数值模式， 发展模式资料同化技术以提高云模式对云结
构和降水的模拟与预报能力；开展人工增雨优化播撒技术数值模拟研究，重点发
展和改进云降水模式的人工影响天气催化方案，建立“适当时间、适当位置和适
当剂量”的优化播撒技术指标； 改进对强对流风暴具有良好模拟能力的中尺度数
值模式初始场和模式微物理过程，建立详细的双参数冰雹云微物理方案和可使用
多种催化剂的人工影响天气催化方案，研发人工防雹中尺度数值模式， 雾形成条
件和人工消雾机理，改进模式对雾物理过程的模拟能力，建立可业务应用的雾数
值模式系统。
优先主题 27：跨区域联合人工增雨作业技术
跨区域联合作业有利于大气云水资源的开发和利用，建立跨区域联合人工增
雨作业技术，对提高联合作业效益具有重要作用。 选择有代表性的典型区域开展
跨区域大范围外场试验，基于地基、空基等各种观测，结合云数值模式，研究建
立典型天气系统多尺度人工增雨作业条件概念模型和识别指标；开发跨区域作业
条件预报及追踪识别，作业方案设计、作业指挥调度等技术，建立统一的业务技
术系统； 研究不同区域典型天气系统下多尺度人工增雨作业条件概念模型和识别
指标，建立跨区域作业条件预报、播云条件追踪识别，作业方案设计、作业指挥
调度等业务系统，实现大范围系统性天气决策指挥和作业联动。
优先主题 28：人工防雹、地形云和对流云人工增雨(雪)机制与应用
技术
基于外场试验、室内模拟实验和数值模拟试验，研究中尺度降雹系统中冰雹
云单体的形成过程和对流单体间的相互作用机制及其对冰雹形成的影响，提出考
虑单体相互影响的中尺度降雹系统人工防雹的催化作业方法和技术； 开展地形云
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形成的动力和热力条件研究，结合云模式，提出适合不同天气背景下地形云人工
增雨(雪)催化技术、最佳人工增雨(雪)作业布局和效果检验技术； 研究对流云人
工增雨的关键技术，建立对流云人工增雨作业条件识别和作业技术、效果评估技
术，特别是对流云暖云人工增雨技术； 开展人工消雾的核心技术研发，开发环境
友好、高效、节能的消雾装备和催化剂，研究不同类型自然雾形成的机理， 建立
优化的人工消雾技术与装备。
优先主题 29：新型人工影响天气技术试验
针对传统人工影响天气技术播云的局限性，如只能在有云形成的适宜环境下
实施人工增雨作业，着重探讨针对人工影响天气的新技术，研究包括利用电场干
扰进行云催化技术、利用飞秒激光进行等离子增雨技术、利用微波远程传热影响
局域温度技术等进行人工影响天气的原理，研究探讨新型人工影响天气技术对大
气影响的机理和技术方法；通过室内实验和外场科学试验，开展人工影响天气新
技术的对比试验研究，比较分析不同作业技术的人工影响天气效果，探讨产生人
工影响天气效果的机理，提出适宜的人工影响天气新技术，为建立新型人工影响
天气技术提供科学依据。
优先主题 30：人工影响天气催化剂技术与应用
研发适于冷云不同催化装备(如地面燃烧炉、“ 37”高炮、“ 57”高炮、火箭、
多种型号的飞机等)的碘化银系列配方； 开发适于暖云不同催化装备的暖云催化
剂系列配方； 发展适于冷、暖云不同催化方法的系列新配方以及不同催化剂性能
指标的检测技术，建立催化剂检测定量指标； 研究不同云降水条件的催化作业技
术，提出适合不同天气背景下人工影响天气催化作业技术(催化作业方法、部位
及播撒量等)； 基于外场试验、室内模拟实验和数值模拟试验，研究确定不同催
化装备的催化剂用量，并检验利用不同催化装备开展人工影响天气效果。
优先主题 31：机载人工影响天气作业技术与控制系统集成
针对强对流云飞机作业技术要求， 研制机载火箭作业系统、可满足机载作业
需求的空间射程 5km 以上的增雨用火箭，重点突破结构紧凑的系统总体技术、高
可靠性发射与播撒技术、火箭动力学仿真技术、与飞机适配技术、全可燃壳体技
术、飞行稳定性技术、装药结构及弹道技术等； 基于机载控制总线和数据总线技
术，以作业指挥/指挥控制子系统为核心，将机载气象/云雨粒子探测系统、冷暖
云催化作业子系统进行全系统整合，研制集云雨结构探测与信息获取、作业条件
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判决、自动化指挥控制、催化作业及信息综合显示等功能于一体的机载作业综合
控制系统，实现现有飞机作业系统的升级改造。
优先主题 32：人工影响天气作业探测装备研发与应用
云中粒子的相态和分布特征、大气过冷水是科学开展人工影响天气作业的关
键。基于偏振雷达探测信息，研发偏振雷达云粒子相态识别技术，结合数值模式
与卫星监测等结果，获取典型云系云中粒子相态的分布、演变和降水产生的物理
过程，建立可靠的偏振雷达云粒子相态识别技术系统；同时， 进一步改进、完善
和试验机载云粒子探测国产系列设备，结合外场试验和室内实验，检验设备的可
靠性，提高机载云粒子探测设备的国产化能力和水平，建立可业务化应用的国产
机载云粒子探测系统。针对人工影响天气对大气过冷水的连续监测要求，重点改
进和提高地基多通道微波辐射计的技术性能指标， 研究识别过冷水区域的算法及
应用软件，开展外场对比试验，建立国产地基多通道微波辐射计探测系统。
优先主题 33：人工影响天气作业效果检验实用技术研发与应用
围绕人工增雨(雪)作业效果检验，主要利用雨量站、雨滴谱、雷达、卫星等
观测资料，基于功效分析结果确定适用的统计检验方案，统计分析人工增雨(雪)
作业雨(雪)量增加的效果，找出作业前后催化云体变化的物理证据，研发统计检
验和物理检验实用技术方法，开发人工增雨(雪)效果检验业务应用软件。针对人
工防雹作业效果检验，主要研究采用雷达开展人工防雹效果的物理检验技术， 重
点检验人工影响前后云的雷达回波强度、面积、云高、云体体积、水质量等物理
因子的变化，通过大量样本的统计建立人工防雹物理检验技术，提高人工防雹效
果检验技术水平。
优先主题 34： 中国典型云系降水效率监测评估关键技术
大气云水资源分布、演变特征和规律是科学开发利用大气水资源的基础，也
是相关工程项目建设的科学依据。围绕我国大气云水资源，主要基于卫星、雷达、
探空、 GPS/MET、微波辐射计等多种遥感和地面观测，结合直接的飞机云物理探
测，研究建立基于不同观测的云水资源监测方法，开展对我国典型云系降水效率
时空分布规律及降水量的评估研究，建立相应的典型云系降水效率监测评估系
统； 研究发展典型云系降水效率监测评估技术方法，研发典型云系降水效率动态
监测和分析评估系统。
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（二）区域特色
研究不同气候区不同季节的层状云、地形云和对流云人工增雨数值模拟与定
量化播撒技术； 复杂地形（高原） 冰雹云监测预警指标及高炮防雹作业技术；不
同地形下燃烧炉催化条件及布点方法；不同气候区不同环境条件下的催化剂适用
性；区域典型云系降水效率和人工增雨(雪)潜力评估与应用；区域云参数特性与
人影作业条件； 大城市暖雾消除机制与应用；人工增雨森林草原扑灭火技术及水
库增蓄人工增雨过程与应用研究。
领域 5： 环境气象监测预报
预期目标： 揭示区域环境污染物的来源及污染形成过程；阐明城市化发展对
区域环境质量的影响及调控机制；建立环境污染对人居环境、人体健康与主要农
业生物影响的评价指标体系；研发大气污染源调控的气象条件预报技术；发展面
向环境气象预报与预警业务的数值预报模式和环境气象灾害预警系统。
(一)优先主题
优先主题 35：区域干湿沉降与大气污染迁移及其环境效应影响评估
分析我国区域干湿沉降及大气污染物的时空分布特征，研究干湿沉降与区域
大气污染及气象因子的关系， 明确区域大气污染物对干湿沉降量的贡献； 研究区
域干湿沉降的边界层结构特征，揭示区域干湿沉降的来源及污染形成过程与机
制； 开展区域干湿沉降对区域环境的影响研究， 发展干湿沉降对区域环境影响的
评价方法与技术，建立干湿沉降对区域环境影响的评价指标体系，并开展业务应
用。
优先主题 36：城市化发展对区域大气环境的影响及其调控机理
分析研究典型经济区城市化发展状况及大气环境的时空分布特征，研究大气
环境与城市化发展及气象条件的关系；开展城市化发展对区域环境气象要素(风、
湿、温、污染物浓度等)的影响研究，揭示城市化发展对区域大气环境的影响过
程与调控机制，明确城市化发展对区域大气环境影响的贡献，发展区域大气复合
污染预测预报系统，建立城市化发展对区域大气环境影响的评估指标体系； 根据
经济区城市化发展历史及未来发展规划，预测未来经济区大气环境的时空分布特
征，提出合理化预防或减轻环境污染的建议。
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优先主题 37：区域性霾的形成过程及其预报
研究霾相关观测资料的区域性同化与融合方法及产品高效生成技术，利用日
益丰富的环境气象观测资料，提升观测资料在区域性霾预报预警中的应用水平；
研究霾的形成过程与机制，深化对霾的生、消过程认识，揭示霾形成的主控气象
因子和主要物理化学过程；研究霾数值预报模式的改进方法，建立运算更加高效、
结果更加准确的精细化区域性霾预报系统；发展基于预报气象条件的区域污染排
放调控技术，建立可业务化的调控决策和区域性重度霾污染防范系统。
优先主题 38：大气污染源调控的大气输送扩散气象条件与预报
根据长期观测与同化资料，研究大气输送扩散气象条件的气候与区域分布及
演变特征；区域光化学污染物物理化学特征、变化规律和形成机制；分析区域污
染物对天气气候的潜在影响；基于本地化模式系统，研究大气污染源调控的气象
控制因子与空气污染浓度剧变及持续高浓度污染过程的城市边界层结构，从污染
气象条件预报方面，发展完善区域大气输送扩散气象条件预报预警技术，区域性
光化学污染物数值模拟方法及区域污染物对天气气候的潜在影响评估技术；建立
具有城市(群)效应的区域大气输送扩散气象条件精细数值模式系统；研发区域污
染源调控的气象条件与技术指标，为城市污染物调控提供气象保障。
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