“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项2017年度项目申报指南（全文下载）

3. 极端气象灾害监测预警及风险防范

3.1 气溶胶对极端天气气候事件的影响机理及预测方法研究— 9 —

研究内容：开展气溶胶、云、降水的地面、飞机和卫星综合

科学观测实验；研究气溶胶对对流天气发生发展过程的影响及其

机理；探究气溶胶对降水发生时刻、强度、潜热和辐射的区域影

响、形成机理和可能的反馈机制；构建高污染条件下的气溶胶-

云相互作用参数化方案。

考核指标：产生不少于4个夏季的京津冀地区气溶胶和对流

性云、降水的地面、飞机和卫星综合观测数据集；产生 1种云内

潜热反演算法并形成相应产品；形成1套气溶胶-云相互作用参数

化方案，京津冀区域模式降水评分提高8%。

3.2 强风暴起放电过程和雷击机理研究

研究内容：发展高精度闪电通道实时三维成像技术，结合新

型气象探测手段，开展自然和人工触发闪电综合观测，研究雷击

过程及其效应，研究强风暴闪电多维度信息与雷暴结构的时空配

置演变规律，发展雷电预警预报技术。

考核指标：形成闪电通道实时连续三维成像系统；明确雷击

破坏效应，建成雷击机理试验平台；给出融合闪电多维度信息的

参数化方法，建立雷电0-12h临近预警和短时预报一体化的业务

示范平台。

3.3 台风强度/结构变化的关键动力-热力过程及预报理论研究

研究内容：研究台风强度/结构变化的关键动力-热力过程机

理；研究卫星等多源资料在台风分析和预报中的应用、发展台风— 10 —

初始化及卫星等资料同化技术；研究台风强度与结构预报的不确

定性；开展3-7天台风强度、结构预报的新理论及数值预报模式

关键技术的研究；发展台风集合预报和统计动力预报的新方法，

建立实时台风监测预报试验示范平台。

考核指标：提供时效达3-7天、精度达到国际同类水平的实

时台风路径、强度、结构的客观预报产品；建立西北太平洋台风

风雨分布监测预报国际合作技术应用示范平台。

3.4 垂直综合气象观测技术研究及试验

研究内容：研究探空、微波、激光等多种垂直观测相结合的

协同观测方法，以及多种遥感观测结果互为附加信息或约束条件

的反演技术；分析比较各种设备的垂直探测能力，研究多种观测

数据的比对、检验和质量控制方法；建立主动和被动遥感相结合

的大气三维结构及垂直廓线的综合探测方法。

考核指标：建立大气垂直综合探测方法和技术规范；建立多

种气象要素实时观测数据的集成融合方法；建立综合气象观测数

据实况场及三维可视化显示和检验分析平台；在 2-3个超大城市

开展不少于一年的综合观测试验。

3.5 东亚区域气象资料融合技术研发及大气再分析资料集建立

研究内容：收集整理东亚区域观测资料并结合我国气象业务

观测资料，充分利用雷达、卫星、地基GPS/Met等高时空分辨率

观测资料；完善资料质控方法，形成再分析观测资料集；研究适—

11 —

用于对流尺度的高分辨率资料同化技术，建立高分辨率区域再分

析资料同化系统；优化区域数值预报模式，发展再分析技术，建

立适合东亚区域的高分辨率再分析系统；建立长时间序列高分辨

率再分析资料集并完成检验评估。

考核指标：建立适合于水平分辨率不小于 3公里的对流尺度

循环同化技术体系，并可业务化运行；建立东亚再分析资料，时

间范围含1950-2018年，水平分辨率不低于3公里，性能优于全

球再分析资料，并实现资料共享。

3.6 高精度可扩展数值天气预报模式研究

研究内容：发展对大气多尺度运动具有高仿真模拟能力的大

气数值模式新算法，研究尺度自适应物理过程参数化方法和软件

库。研究灵活的高可扩展性并行框架，适合未来众核计算环境下

与地球圈层其它分量模式耦合。

考核目标：研发的数值天气预报模式，其大气运动的守恒属

性和对多尺度大气运动的仿真性显著优于目前业务使用的半隐式

半拉格朗日格点模式，精度不低于 2阶，局地灾害天气快速预报

预警达到百米级分辨率，全球/区域一体化满足全球数公里分辨率

预报需求，并行构架带有耦合器功能且能支持十万核运行。预报

可用性从7天提高至8.5～9天。

3.7 短期精细化无缝隙预报技术方法研究

研究内容：研究高影响天气发生的环流形势和大气环境条件—

12 —

的典型信号特征及客观量化识别方法；研发高时空分辨率资料同

化技术和公里尺度模式技术；发展短时短期灾害性天气精细预报

技术和集合概率预报方法；研发适用于我国复杂下垫面和地形条

件的高分辨率数值预报智能化格点解释应用技术；建立24h内无

缝隙灾害性天气和精细化预报系统。

考核指标：建成快速更新的全国3公里分辨率数值预报系统，

在前12小时的预报水平明显优于同期的全球模式；建成24小时

内灾害性天气和气象要素逐小时预报精细化气象要素产品，预报

准确率平均提高5-10%。

3.8 副热带地区区域模式关键技术及其应用

研究内容：开展复杂下垫面（城市化、湖泊分布、地形及海

陆分布）对气象要素精细化预报的影响研究，改进高分辨率区域

数值预报模式关键技术，研发0-6h气象要素外推与数值预报的融

合方法；发展基于高分辨率数值模式和集合预报产品的短时预报

技术和集合概率预报方法；建立24h区域精细化预报系统。

考核指标：建成高分辨率（ 1小时更新、 1公里空间分辨率）

区域数值预报系统，在前12小时的预报水平明显优于同期的全球

模式，并在华东区域开展应用；预报准确率平均提高5-10%左右。

3.9 天气-气候一体化模式关键技术研究

研究内容：研发高效率、高精度且具备良好物理仿效能力的

数值算法，基于全球准均匀网格等国际前沿技术，发展具备多尺— 13 —

度（大气环流尺度至云分辨尺度）应用潜力的模拟框架系统；发

展非结构网格球面高精度、正定保型传输算法。

考核指标：建成分辨率灵活可调（ 10-100公里）且具有高效

数据结构的非结构网格系统；发展对方程物理约束具有较强模拟

仿效能力的离散化策略；建立计算精度在 2-3阶的非结构网格传

输算法；建立稳定性、效率和精度能够满足未来天气气候一体化

模拟需求的模式框架。提高0～90天无缝隙预报能力。

3.10 多模式集合气候预测方法和应用研究

研究内容：研究多模式集合预测理论和方法，发展具有动力

学意义的多模式集合最优信息提取和解释应用技术，开发中国多

模式集合（ CMME）系统业务平台，开展基于CMME系统的确

定性和概率性预报产品研制和应用研究。

考核指标：提出分别针对初值不确定性和模式物理过程不确

定性的多模式集合预测理论和方法。形成基于动力学诊断的多模

式集合最优信息提取和解释应用技术。建立中国多模式集合气候

预测业务系统，实现基于5-6个气候模式的集合预测能力，开展

实时的次季节-季节尺度气候预测，集合预测技巧高于单模式预测

3-5%。建成多模式集合系统运控与数据集散平台，形成逐日更新

的次季节至季节尺度无缝隙集合预测业务产品体系。

4. 重大水旱灾害监测预警与防范

4.1 大范围干旱监测预报与灾害风险防范技术和示范—

14 —

研究内容：研究大范围长历时气象、水文、农业干旱灾害成

灾机理、演变规律及历史序列重构方法，构建综合干旱监测评估

技术以及旱情预报技术，研究旱灾风险动态评估及灾害防范技术，

在典型区域进行示范应用。

考核指标：建立长序列历史干旱灾害数据库，构建重大干旱

灾害监测、预报和风险动态评估技术体系，在 3个区域开展示范

应用，旱情监测评估精度提高 20%，旱情预报精度提高10%，成

果纳入国家防汛抗旱指挥系统中应用。

4.2 山洪灾害监测预警关键技术与集成示范

研究内容：分析山区暴雨洪水时空演变特征和不同地区成灾

山洪暴雨阈值，研究山洪多要素立体监测技术与体系，开展山洪

模拟模型和设计洪水计算方法研究，研发基于暴雨与土壤含水量

动态监测的山洪灾害实时动态预报预警集成技术，构建山洪灾害

动态预警与风险评估平台，开展示范应用。

考核指标：提出山洪模拟、动态预警与风险评估模型；在全

国4个典型流域开展示范应用，构建山洪灾害动态预警与风险评

估平台，山洪洪峰流量预报精度由40%提高到50%，山洪灾害预

警期延长20%以上，山洪灾害应急抢险应对处置时效提高10%。

4.3 堤防险情演化机制与隐患快速探测及应急抢险技术装备

研究内容：开展全国重点堤防现状调研、分类、工程信息建

库与信息化管理研究，研究堤防管涌、冲刷、崩岸、漫顶溃决的— 15 —

破坏机理与险情演化机制，研究堤防工程安全评估指标体系、安

全控制标准和安全运行风险评价体系，研究堤防风险识别与监测

预警技术，研发堤防隐患快速探测、应急抢险、快速修复技术与

装备，研究险情处置应急预案和应急避险技术。

考核指标：建立重点堤防工程全寿命服役期安全数据库，研

发堤防隐患快速探测预警设备3套以上，提高堤防隐患探测精度

20％，研发堤防工程抢险关键技术与装备 2-3套，应急抢险效率

提高30％，在3项以上工程开展示范应用。

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