2024年氣象學(xué)培訓(xùn)資料

2024年氣象學(xué)培訓(xùn)資料匯報(bào)人：XX2024-01-07氣象學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)氣象觀測技術(shù)與方法天氣預(yù)報(bào)原理與實(shí)踐氣候資源開發(fā)利用與保護(hù)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)與災(zāi)害防御城市氣象服務(wù)與生態(tài)文明建設(shè)contents目錄01氣象學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)大氣主要由氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣和二氧化碳等氣體組成，其中氮?dú)夂脱鯕庹即髿饪偭康?9%以上。大氣成分根據(jù)大氣溫度、密度和成分等特征，可將大氣分為對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和散逸層五層。大氣分層隨著海拔高度的增加，大氣壓力逐漸降低，同時(shí)氣溫和空氣密度也隨之變化。大氣壓力與高度大氣組成與結(jié)構(gòu)

氣象要素及觀測氣象要素包括氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、降水、日照和輻射等，是描述天氣和氣候的基本參數(shù)。氣象觀測通過氣象觀測站、衛(wèi)星遙感、雷達(dá)探測等手段，對(duì)氣象要素進(jìn)行長期、連續(xù)、系統(tǒng)的觀測和記錄。氣象資料處理對(duì)觀測資料進(jìn)行質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)同化、統(tǒng)計(jì)分析等處理，以提取有用信息并應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)和氣候研究。天氣現(xiàn)象包括降水（雨、雪、霧凇等）、風(fēng)（大風(fēng)、龍卷風(fēng)等）、雷電、冰雹等，是由大氣中物理和化學(xué)過程所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象。天氣系統(tǒng)指影響天氣變化的大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，如鋒面系統(tǒng)、氣旋與反氣旋、臺(tái)風(fēng)與颶風(fēng)等。天氣預(yù)報(bào)根據(jù)氣象觀測資料、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品和預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)等綜合分析，對(duì)未來一段時(shí)間內(nèi)的天氣狀況進(jìn)行預(yù)測和預(yù)報(bào)。天氣系統(tǒng)與天氣現(xiàn)象指氣候系統(tǒng)長期變化的一種自然現(xiàn)象，包括氣候的自然波動(dòng)和人類活動(dòng)引起的氣候變化。氣候變化指地球表面溫度普遍升高的現(xiàn)象，主要是由于人類活動(dòng)排放大量溫室氣體導(dǎo)致大氣中溫室氣體濃度增加所引起的。全球變暖通過減少溫室氣體排放、發(fā)展清潔能源和低碳技術(shù)、提高生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力等途徑，減緩全球變暖并適應(yīng)氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。應(yīng)對(duì)氣候變化氣候變化與全球變暖02氣象觀測技術(shù)與方法根據(jù)地形、氣候等因素合理布局，確保站點(diǎn)覆蓋廣泛，數(shù)據(jù)具有代表性。觀測站網(wǎng)布局觀測設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸與處理包括自動(dòng)氣象站、雷達(dá)、風(fēng)廓線儀等，用于采集溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降水等氣象要素。通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。030201地面觀測站網(wǎng)布局與設(shè)備利用氣象衛(wèi)星獲取大氣、地表和海洋等地球系統(tǒng)的信息，實(shí)現(xiàn)全球范圍的氣象觀測。衛(wèi)星遙感利用無人機(jī)搭載傳感器進(jìn)行氣象觀測，具有靈活、高效、低成本等優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)遙感包括激光雷達(dá)、微波輻射計(jì)等，可用于探測大氣成分、云和降水等。其他遙感技術(shù)遙感技術(shù)在氣象觀測中應(yīng)用對(duì)原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理和標(biāo)準(zhǔn)化處理，以便后續(xù)分析。數(shù)據(jù)預(yù)處理采用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、一致性檢驗(yàn)等方法對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估和控制，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性。質(zhì)量控制方法將不同來源、不同精度的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和預(yù)報(bào)精度。數(shù)據(jù)同化技術(shù)數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制方法多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)將地面觀測、遙感觀測、數(shù)值預(yù)報(bào)等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，提高氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)能力。高分辨率觀測技術(shù)發(fā)展高分辨率的氣象觀測技術(shù)，提高對(duì)小尺度天氣系統(tǒng)和極端天氣的監(jiān)測和預(yù)警能力。智能觀測技術(shù)利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的氣象觀測和數(shù)據(jù)處理。新一代觀測技術(shù)展望03天氣預(yù)報(bào)原理與實(shí)踐研究大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，包括大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、氣團(tuán)和鋒等概念。天氣學(xué)原理基于天氣圖、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波等資料，運(yùn)用外推法、趨勢(shì)法、物理統(tǒng)計(jì)法等手段進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)方法天氣預(yù)報(bào)基本原理和方法論述介紹全球和區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)模式的發(fā)展，如WRF、ECMWF等模式的原理和應(yīng)用。闡述數(shù)據(jù)同化的基本概念、方法和在數(shù)值預(yù)報(bào)中的應(yīng)用，如3D-Var、4D-Var等同化技術(shù)。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用數(shù)據(jù)同化技術(shù)數(shù)值預(yù)報(bào)模式短時(shí)預(yù)報(bào)技術(shù)講解短時(shí)預(yù)報(bào)的概念、方法和技術(shù)，如基于雷達(dá)、衛(wèi)星等資料的短時(shí)預(yù)報(bào)技術(shù)。臨近預(yù)報(bào)技術(shù)介紹臨近預(yù)報(bào)的原理和方法，如基于外推的臨近預(yù)報(bào)技術(shù)、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的臨近預(yù)報(bào)技術(shù)等。短時(shí)臨近預(yù)報(bào)技術(shù)探討03人工智能技術(shù)應(yīng)用闡述人工智能技術(shù)在天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用，如深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在天氣預(yù)報(bào)中的實(shí)踐和挑戰(zhàn)。01多源資料融合探討如何融合地面、高空、衛(wèi)星、雷達(dá)等多源觀測資料，提高天氣預(yù)報(bào)的初始場質(zhì)量。02數(shù)值模式改進(jìn)研究如何改進(jìn)數(shù)值預(yù)報(bào)模式的物理過程參數(shù)化方案，提高模式的預(yù)報(bào)性能。提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率途徑04氣候資源開發(fā)利用與保護(hù)全球太陽能資源分布不均，但大部分地區(qū)都有可利用的太陽能資源，尤其是赤道附近地區(qū)。太陽能資源分布通過衛(wèi)星遙感、地面觀測站和數(shù)值模擬等手段，對(duì)太陽能資源進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測。太陽能資源評(píng)估方法包括太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱利用和光熱發(fā)電等技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于家庭、工業(yè)和城市等領(lǐng)域。太陽能利用技術(shù)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，太陽能利用前景廣闊，未來將成為全球能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。太陽能利用前景太陽能資源評(píng)估及利用前景風(fēng)能資源主要分布在海岸線、山脊、高原等地區(qū)，具有地域性和季節(jié)性特點(diǎn)。風(fēng)能資源分布風(fēng)能資源評(píng)估方法風(fēng)能開發(fā)利用技術(shù)風(fēng)能開發(fā)利用策略通過氣象觀測、數(shù)值模擬和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段，對(duì)風(fēng)能資源進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測。包括風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水、風(fēng)力致熱等技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于能源、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域。針對(duì)不同地區(qū)的風(fēng)能資源特點(diǎn)，制定科學(xué)合理的開發(fā)利用策略，包括選址、布局、并網(wǎng)等方面。風(fēng)能資源評(píng)估及開發(fā)利用策略水資源分布不均，全球許多地區(qū)面臨水資源短缺問題。水資源分布通過水文觀測、遙感監(jiān)測和數(shù)值模擬等技術(shù)手段，對(duì)水資源進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測。水資源評(píng)估方法包括節(jié)約用水、水資源調(diào)配、海水淡化等措施，可緩解水資源短缺問題。水資源合理利用措施加強(qiáng)水資源保護(hù)意識(shí)，減少污染和浪費(fèi)，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。水資源保護(hù)水資源評(píng)估及合理利用措施包括暴雨、洪澇、干旱、臺(tái)風(fēng)等極端天氣事件，對(duì)人類社會(huì)和自然環(huán)境造成嚴(yán)重影響。極端天氣事件類型建立完善的極端天氣事件預(yù)警和應(yīng)對(duì)機(jī)制，提高應(yīng)急響應(yīng)能力，減少災(zāi)害損失。極端天氣事件預(yù)警和應(yīng)對(duì)氣候變化導(dǎo)致極端天氣事件頻率和強(qiáng)度增加，需要采取更加有效的應(yīng)對(duì)措施。氣候變化對(duì)極端天氣事件的影響加強(qiáng)國際合作，共同應(yīng)對(duì)極端天氣事件挑戰(zhàn)，促進(jìn)全球氣候治理和可持續(xù)發(fā)展。國際合作與共同應(yīng)對(duì)應(yīng)對(duì)極端天氣事件挑戰(zhàn)05農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)與災(zāi)害防御農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)開展針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的精細(xì)化氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)，提高服務(wù)時(shí)效性和準(zhǔn)確性。農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)利用加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣候資源調(diào)查和評(píng)估，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)建設(shè)完善農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)布局，提高觀測自動(dòng)化和智能化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的精細(xì)化監(jiān)測。農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)體系建設(shè)進(jìn)展123利用衛(wèi)星遙感、地面觀測、無人機(jī)等多種手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)暴雨、洪澇、干旱、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣的實(shí)時(shí)監(jiān)測。災(zāi)害性天氣監(jiān)測技術(shù)基于數(shù)值預(yù)報(bào)模式和多源觀測數(shù)據(jù)融合分析，開展災(zāi)害性天氣預(yù)警技術(shù)研究，提高預(yù)警準(zhǔn)確性和時(shí)效性。災(zāi)害性天氣預(yù)警技術(shù)建立農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能遭受的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)警技術(shù)分析氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、種植結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式等方面的影響，提出應(yīng)對(duì)策略。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響研究推廣耐候作物品種選育、節(jié)水灌溉、保護(hù)性耕作等適應(yīng)氣候變化技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對(duì)氣候變化能力。農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化技術(shù)探討農(nóng)業(yè)領(lǐng)域溫室氣體減排技術(shù)和政策措施，促進(jìn)農(nóng)業(yè)低碳綠色發(fā)展。農(nóng)業(yè)溫室氣體減排農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化策略探討完善農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)體系01建立健全農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)組織體系、預(yù)案體系和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，提高農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)02加強(qiáng)農(nóng)田水利、農(nóng)業(yè)機(jī)械化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力。推廣農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用03加大農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用力度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技含量和防災(zāi)減災(zāi)能力。提高農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力途徑06城市氣象服務(wù)與生態(tài)文明建設(shè)觀測網(wǎng)絡(luò)覆蓋建成高時(shí)空分辨率的城市氣象觀測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市氣象要素的全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)觀測。預(yù)警預(yù)報(bào)能力提升通過引進(jìn)先進(jìn)的氣象預(yù)報(bào)技術(shù)和方法，提高城市氣象預(yù)警預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。服務(wù)產(chǎn)品多樣化針對(duì)不同行業(yè)和用戶需求，開發(fā)多樣化的城市氣象服務(wù)產(chǎn)品，如城市環(huán)境氣象、交通氣象、能源氣象等。城市氣象服務(wù)體系建設(shè)成果展示城市內(nèi)澇成因及影響分析城市內(nèi)澇的成因，包括氣候變化、城市化進(jìn)程中的下墊面改變等，并探討其對(duì)城市交通、環(huán)境等方面的影響。高溫天氣對(duì)城市的影響闡述高溫天氣對(duì)城市能源供應(yīng)、人體健康、生態(tài)環(huán)境等方面的影響，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。熱點(diǎn)問題解決方案針對(duì)城市內(nèi)澇、高溫等熱點(diǎn)問題，提出綜合性的解決方案，包括工程措施、非工程措施以及政策引導(dǎo)等。城市內(nèi)澇、高溫等熱點(diǎn)問題解析生態(tài)氣象監(jiān)測與評(píng)估開展城市生態(tài)氣象監(jiān)測與評(píng)估工作，為生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。氣候資源開發(fā)利用充分挖掘氣候資源潛力，推動(dòng)清潔能源、綠色建筑等領(lǐng)域的發(fā)展。應(yīng)對(duì)氣候變化積極參與全球氣候治理，推動(dòng)城