氣象信息服務(wù)與預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書

氣象信息服務(wù)與預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u23584第1章氣象信息與預(yù)報概述 3307991.1氣象信息簡介 3230541.2氣象預(yù)報的概念與分類 3215361.3氣象預(yù)報的重要性 3361第2章氣象數(shù)據(jù)采集與處理 4314192.1氣象觀測數(shù)據(jù)采集 4205292.1.1數(shù)據(jù)采集方法 4319342.1.2設(shè)備和技術(shù)要求 4237342.2氣象衛(wèi)星與雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用 516992.2.1氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用 5315712.2.2氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用 556472.3氣象數(shù)據(jù)處理與分析 5109792.3.1數(shù)據(jù)處理 538392.3.2數(shù)據(jù)分析 517881第3章數(shù)值天氣預(yù)報模式 6222563.1數(shù)值天氣預(yù)報原理 695123.2全球與區(qū)域數(shù)值模式介紹 637663.3模式輸出產(chǎn)品解析 72910第4章天氣圖分析 719514.1高空天氣圖分析 786064.1.1高空風(fēng)場分析 7140974.1.2高空溫度場分析 8238974.1.3高空濕度場分析 8173574.2地面天氣圖分析 874224.2.1地面氣壓場分析 8251994.2.2地面溫度場分析 8314814.2.3地面濕度場分析 989484.3天氣圖分析在預(yù)報中的應(yīng)用 94524第5章天氣預(yù)報方法與技巧 979955.1經(jīng)典天氣預(yù)報方法 9845.1.1地面天氣圖分析法 9150825.1.2天氣模型法 9163735.1.3天氣雷達(dá)和衛(wèi)星遙感法 9263965.2統(tǒng)計天氣預(yù)報方法 1042895.2.1相關(guān)分析法 10124715.2.2回歸分析法 10193495.2.3模式識別法 10221235.3動力與統(tǒng)計相結(jié)合的預(yù)報方法 101305.3.1數(shù)值天氣預(yù)報 10193645.3.2集成預(yù)報 10211175.3.3機器學(xué)習(xí)方法 10306985.3.4數(shù)據(jù)同化 1016807第6章短時臨近天氣預(yù)報 10160206.1短時臨近天氣預(yù)報概念與重要性 10247876.1.1概念 10308996.1.2重要性 1161906.2短時臨近天氣預(yù)報技術(shù)方法 1170636.2.1數(shù)值天氣預(yù)報模式 11261696.2.2遙感與觀測資料同化 11226386.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與機器學(xué)習(xí) 11228956.2.4預(yù)報員經(jīng)驗 1196616.3短時強降水、雷暴等災(zāi)害性天氣監(jiān)測與預(yù)警 1141786.3.1監(jiān)測 11270796.3.2預(yù)警 11150326.3.3預(yù)警發(fā)布流程 12299926.3.4預(yù)警效果評估 1211906第7章中期天氣預(yù)報 12141127.1中期天氣預(yù)報概述 12294927.2大尺度環(huán)流形勢分析 1285497.3中期天氣預(yù)報方法與實例 12758第8章氣象信息服務(wù) 1380668.1氣象信息產(chǎn)品及其制作 13135858.1.1氣象信息產(chǎn)品種類 13261098.1.2氣象信息產(chǎn)品制作流程 1494458.1.3氣象信息產(chǎn)品質(zhì)量要求 14163468.2氣象信息發(fā)布與傳播 14168658.2.1氣象信息發(fā)布渠道 14300228.2.2氣象信息發(fā)布方式 14225498.2.3氣象信息發(fā)布要求 15318428.3氣象信息服務(wù)的用戶需求與滿意度評估 1577458.3.1用戶需求分析 15280318.3.2滿意度評估方法 15321608.3.3改進(jìn)措施 1515965第9章氣象災(zāi)害預(yù)警與防御 15104259.1氣象災(zāi)害類型與影響 1692449.2氣象災(zāi)害預(yù)警信號的發(fā)布與傳播 165049.3氣象災(zāi)害防御措施及案例分析 1714855第10章氣象預(yù)報業(yè)務(wù)管理與評估 17611610.1氣象預(yù)報業(yè)務(wù)組織與管理 171519910.1.1業(yè)務(wù)組織結(jié)構(gòu) 172768910.1.2業(yè)務(wù)管理流程 182068410.1.3業(yè)務(wù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 18916910.1.4業(yè)務(wù)質(zhì)量控制 181386410.2氣象預(yù)報質(zhì)量評估與改進(jìn) 182927810.2.1評估指標(biāo)與方法 182552810.2.2評估結(jié)果應(yīng)用 182423210.2.3預(yù)報技術(shù)改進(jìn) 183227010.3氣象預(yù)報員職業(yè)發(fā)展與培訓(xùn)建議 181424710.3.1職業(yè)發(fā)展規(guī)劃 181079910.3.2培訓(xùn)內(nèi)容與方式 1814510.3.3培訓(xùn)體系建設(shè) 18401410.3.4激勵機制 19第1章氣象信息與預(yù)報概述1.1氣象信息簡介氣象信息是指通過觀測、探測、模擬和分析等手段獲取的有關(guān)大氣狀態(tài)、大氣現(xiàn)象以及大氣與其他因素相互作用的資料。氣象信息涉及氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云、降水等多個方面，是認(rèn)識和研究大氣科學(xué)的基礎(chǔ)。我國氣象部門通過地面氣象觀測、高空氣象探測、衛(wèi)星遙感、雷達(dá)監(jiān)測等多種手段，收集廣泛的氣象信息，為氣象預(yù)報提供數(shù)據(jù)支持。1.2氣象預(yù)報的概念與分類氣象預(yù)報是根據(jù)大氣科學(xué)原理，通過對氣象信息的分析、研究和處理，對未來一定時間和空間范圍內(nèi)的大氣狀態(tài)和天氣現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測的科學(xué)活動。氣象預(yù)報主要包括以下幾種類型：（1）短期預(yù)報：通常指對未來13天內(nèi)的天氣情況進(jìn)行預(yù)測，包括氣溫、降水、風(fēng)力等要素。（2）中期預(yù)報：對未來310天的天氣情況進(jìn)行預(yù)測，主要關(guān)注天氣趨勢和重大天氣過程。（3）長期預(yù)報：對未來10天以上，甚至幾個月、幾年的氣候趨勢進(jìn)行預(yù)測。（4）災(zāi)害性天氣預(yù)警：針對可能發(fā)生的氣象災(zāi)害，如暴雨、臺風(fēng)、寒潮等，提前發(fā)布預(yù)警信息，提醒和公眾做好防范措施。1.3氣象預(yù)報的重要性氣象預(yù)報對于國家經(jīng)濟發(fā)展、人民生產(chǎn)生活和防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。以下是氣象預(yù)報重要性的一些方面：（1）保障國家糧食安全：氣象預(yù)報可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)農(nóng)民合理安排播種、施肥、收割等農(nóng)事活動，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和效益。（2）保障人民生命財產(chǎn)安全：氣象預(yù)報可以提前預(yù)警災(zāi)害性天氣，減少自然災(zāi)害對人民生命財產(chǎn)的影響。（3）促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展：氣象預(yù)報為交通、能源、建筑、旅游等行業(yè)提供準(zhǔn)確的天氣信息，有利于提高這些行業(yè)的管理水平和經(jīng)濟效益。（4）支持國防和軍事活動：氣象預(yù)報為軍事行動提供氣象保障，保證國家安全。（5）應(yīng)對氣候變化：氣象預(yù)報可以為和相關(guān)部門制定氣候變化應(yīng)對策略提供科學(xué)依據(jù)，降低氣候變化帶來的風(fēng)險。氣象預(yù)報在現(xiàn)代社會的各個方面發(fā)揮著重要作用，對于提高國家和社會的可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。第2章氣象數(shù)據(jù)采集與處理2.1氣象觀測數(shù)據(jù)采集氣象觀測數(shù)據(jù)是氣象預(yù)報和科研工作的基礎(chǔ)。本節(jié)主要介紹氣象觀測數(shù)據(jù)的采集方法、設(shè)備和技術(shù)要求。2.1.1數(shù)據(jù)采集方法氣象觀測數(shù)據(jù)采集主要包括地面氣象觀測、高空氣象觀測和專項氣象觀測。（1）地面氣象觀測：通過地面氣象站對氣溫、濕度、氣壓、降水、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象要素進(jìn)行實時監(jiān)測。（2）高空氣象觀測：利用探空氣球、氣象雷達(dá)等設(shè)備，對大氣溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象要素進(jìn)行垂直分布觀測。（3）專項氣象觀測：針對特定氣象現(xiàn)象，如雷電、暴雨、冰雹等，進(jìn)行觀測。2.1.2設(shè)備和技術(shù)要求氣象觀測設(shè)備主要包括自動氣象站、探空氣球、氣象雷達(dá)等。為保證觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，設(shè)備需滿足以下技術(shù)要求：（1）精確度：觀測設(shè)備應(yīng)具有較高的精確度，以滿足氣象預(yù)報和科研的需求。（2）穩(wěn)定性：觀測設(shè)備應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性，以保證長時間連續(xù)、穩(wěn)定地采集數(shù)據(jù)。（3）可靠性：觀測設(shè)備應(yīng)具備較高的可靠性，以減少故障率和維護(hù)成本。2.2氣象衛(wèi)星與雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星和雷達(dá)是現(xiàn)代氣象觀測的重要手段，為氣象預(yù)報提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。2.2.1氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)主要包括可見光、紅外、水汽等通道的遙感圖像，具有以下應(yīng)用：（1）天氣系統(tǒng)監(jiān)測：通過氣象衛(wèi)星圖像，實時監(jiān)測大范圍的天氣系統(tǒng)演變。（2）氣候分析：利用長時間序列的氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，分析氣候變化趨勢。（3）災(zāi)害監(jiān)測：對臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性天氣進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。2.2.2氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)具有高時空分辨率，主要應(yīng)用于：（1）降水監(jiān)測：實時監(jiān)測降水強度、范圍和移動方向。（2）災(zāi)害性天氣預(yù)警：對雷暴、冰雹等災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)警。（3）人工影響天氣：通過雷達(dá)數(shù)據(jù)，評估人工影響天氣作業(yè)效果。2.3氣象數(shù)據(jù)處理與分析氣象數(shù)據(jù)處理與分析是對采集到的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，提取有用信息的過程。2.3.1數(shù)據(jù)處理氣象數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)存儲等環(huán)節(jié)。（1）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、校驗，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。（2）數(shù)據(jù)整合：將不同來源、不同時間分辨率的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集。（3）數(shù)據(jù)存儲：采用科學(xué)合理的數(shù)據(jù)存儲方式，便于氣象數(shù)據(jù)的查詢、分析和應(yīng)用。2.3.2數(shù)據(jù)分析氣象數(shù)據(jù)分析主要包括氣候統(tǒng)計分析、天氣過程分析和數(shù)值預(yù)報模式驗證等。（1）氣候統(tǒng)計分析：對長時間序列的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，揭示氣候變化的規(guī)律。（2）天氣過程分析：對典型天氣過程進(jìn)行詳細(xì)分析，提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確率。（3）數(shù)值預(yù)報模式驗證：利用觀測數(shù)據(jù)，對數(shù)值預(yù)報模式進(jìn)行檢驗和優(yōu)化。第3章數(shù)值天氣預(yù)報模式3.1數(shù)值天氣預(yù)報原理數(shù)值天氣預(yù)報是基于流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組，利用高功能計算機對大氣運動進(jìn)行數(shù)值模擬的一種預(yù)報方法。該方法通過離散化連續(xù)的偏微分方程組，建立大氣運動的數(shù)值模型，進(jìn)而預(yù)測未來一段時間內(nèi)大氣狀態(tài)的變化。數(shù)值天氣預(yù)報原理主要包括以下幾個方面：（1）大氣運動基本方程：描述大氣運動和狀態(tài)變化的基本方程，包括質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程和能量守恒方程。（2）初始場和邊界條件：在數(shù)值模擬過程中，需要給定初始時刻的大氣狀態(tài)（初始場）和模擬區(qū)域的邊界條件。（3）數(shù)值離散化：將連續(xù)的偏微分方程組離散化為差分方程，以便利用計算機進(jìn)行求解。（4）時間積分：采用適當(dāng)?shù)臄?shù)值積分方法，逐步推進(jìn)模擬時間，得到未來大氣狀態(tài)的變化。（5）模式優(yōu)化與參數(shù)化：針對不同尺度的物理過程，采用適當(dāng)?shù)膮?shù)化方案，提高數(shù)值模式的預(yù)報精度。3.2全球與區(qū)域數(shù)值模式介紹全球數(shù)值模式主要用于預(yù)測全球范圍內(nèi)的大氣狀態(tài)，具有較高的空間分辨率和時間分辨率。目前全球數(shù)值模式主要有以下幾種：（1）全球譜模式：利用譜方法對全球大氣進(jìn)行模擬，具有較高的計算效率和預(yù)報精度。（2）全球格點模式：采用有限差分法或有限元法對全球大氣進(jìn)行離散化，具有較好的局部精度。（3）全球變網(wǎng)格模式：根據(jù)地形和大氣運動特點，采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行模擬，提高模式對復(fù)雜地形的適應(yīng)能力。區(qū)域數(shù)值模式主要用于預(yù)測某一特定區(qū)域內(nèi)的大氣狀態(tài)，具有更高的空間分辨率和更精細(xì)的物理過程描述。常見的區(qū)域數(shù)值模式包括：（1）中尺度模式：針對中小尺度天氣系統(tǒng)，模擬區(qū)域內(nèi)的精細(xì)天氣過程。（2）沿海區(qū)域模式：考慮海洋和陸地之間的相互作用，提高沿海地區(qū)天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。（3）高原模式：針對高原地區(qū)特有的天氣現(xiàn)象，進(jìn)行特殊設(shè)計以提高預(yù)報精度。3.3模式輸出產(chǎn)品解析數(shù)值天氣預(yù)報模式的輸出產(chǎn)品包括各類氣象要素的預(yù)報場，如溫度、濕度、風(fēng)場、氣壓場等。以下對部分主要產(chǎn)品進(jìn)行解析：（1）氣溫預(yù)報場：預(yù)測未來一段時間內(nèi)，地面和各高度層的氣溫分布。（2）降水預(yù)報場：預(yù)測未來一段時間內(nèi)，地面降水量和降水類型的分布。（3）風(fēng)場預(yù)報場：預(yù)測未來一段時間內(nèi)，地面和各高度層的風(fēng)速和風(fēng)向分布。（4）氣壓場預(yù)報場：預(yù)測未來一段時間內(nèi)，地面和高空的氣壓分布。（5）天氣現(xiàn)象預(yù)報：根據(jù)模式輸出的氣象要素，結(jié)合天氣學(xué)原理，對各類天氣現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)報。通過分析這些模式輸出產(chǎn)品，氣象預(yù)報員可以全面了解未來一段時間內(nèi)大氣狀態(tài)的變化，為天氣預(yù)報提供科學(xué)依據(jù)。第4章天氣圖分析4.1高空天氣圖分析高空天氣圖是分析大氣高層狀況的重要工具，能夠反映高空風(fēng)場、溫度場和濕度場的分布特征。通過對高空天氣圖的分析，可以掌握大氣環(huán)流狀況，為天氣預(yù)報提供重要依據(jù)。4.1.1高空風(fēng)場分析高空風(fēng)場是高空天氣圖分析的重點，主要通過等高線和風(fēng)向箭頭來表示。分析高空風(fēng)場時，應(yīng)注意以下幾點：（1）掌握全球大氣環(huán)流的基本特征，如極地渦旋、副熱帶高壓、赤道低壓等。（2）分析高空急流的分布、強度和移動，了解其與天氣系統(tǒng)之間的關(guān)系。（3）關(guān)注風(fēng)向、風(fēng)速的變化，特別是風(fēng)速的增大或減小，以及風(fēng)向的轉(zhuǎn)變，這些變化往往預(yù)示著天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和消散。4.1.2高空溫度場分析高空溫度場主要通過等溫線和溫度露點差來表示。分析高空溫度場時，應(yīng)注意以下幾點：（1）掌握溫度場的水平分布特征，如極地冷渦、副熱帶暖脊等。（2）分析溫度梯度的變化，了解冷暖空氣的交匯區(qū)域，這些區(qū)域通常是天氣系統(tǒng)活躍的地方。（3）關(guān)注溫度露點差的分布，了解大氣濕度的垂直分布情況，為降水預(yù)報提供依據(jù)。4.1.3高空濕度場分析高空濕度場主要通過等飽和比濕線來表示。分析高空濕度場時，應(yīng)注意以下幾點：（1）掌握濕度的水平分布特征，了解水汽的來源、輸送和凝結(jié)過程。（2）分析濕度梯度的變化，預(yù)測降水區(qū)域的和移動。（3）關(guān)注濕空氣與干空氣的交匯區(qū)域，這些區(qū)域往往容易產(chǎn)生強對流天氣。4.2地面天氣圖分析地面天氣圖是分析近地面天氣狀況的重要工具，能夠反映地面氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等要素的分布特征。通過對地面天氣圖的分析，可以為短時天氣預(yù)報提供依據(jù)。4.2.1地面氣壓場分析地面氣壓場主要通過等壓線和氣壓梯度來表示。分析地面氣壓場時，應(yīng)注意以下幾點：（1）掌握地面氣壓場的分布特征，如高壓、低壓、低壓槽等。（2）分析氣壓梯度的變化，了解氣壓系統(tǒng)的強度和移動速度。（3）關(guān)注地面氣壓場的演變，預(yù)測氣壓系統(tǒng)的、發(fā)展和消散。4.2.2地面溫度場分析地面溫度場主要通過等溫線來表示。分析地面溫度場時，應(yīng)注意以下幾點：（1）掌握溫度場的水平分布特征，了解氣溫的南北、東西差異。（2）分析溫度梯度的變化，預(yù)測氣溫的上升或下降趨勢。（3）關(guān)注地面溫度場的異常變化，如高溫、低溫等極端天氣。4.2.3地面濕度場分析地面濕度場主要通過相對濕度線來表示。分析地面濕度場時，應(yīng)注意以下幾點：（1）掌握濕度的水平分布特征，了解水汽的來源和輸送。（2）分析相對濕度的變化，預(yù)測降水的和消散。（3）關(guān)注濕度與溫度的配置關(guān)系，如濕度和高溫共同導(dǎo)致的悶熱天氣。4.3天氣圖分析在預(yù)報中的應(yīng)用天氣圖分析是天氣預(yù)報的基礎(chǔ)，通過對高空和地面天氣圖的綜合分析，可以為各種天氣過程提供預(yù)報依據(jù)。（1）天氣系統(tǒng)、發(fā)展和消散的預(yù)測。（2）天氣系統(tǒng)對氣溫、降水、風(fēng)等天氣要素的影響。（3）天氣系統(tǒng)對航空、航海、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的指導(dǎo)作用。（4）天氣系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等行業(yè)的參考價值。（5）天氣系統(tǒng)對城市運行、公共安全等方面的影響。第5章天氣預(yù)報方法與技巧5.1經(jīng)典天氣預(yù)報方法5.1.1地面天氣圖分析法地面天氣圖分析法是經(jīng)典天氣預(yù)報方法中的一種，主要通過分析地面天氣圖上的氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)等要素，對天氣系統(tǒng)進(jìn)行識別和追蹤，從而預(yù)測天氣變化。5.1.2天氣模型法天氣模型法是基于流體力學(xué)和熱力學(xué)原理，利用數(shù)值方法求解大氣運動方程，模擬大氣狀態(tài)和演變過程的一種方法。通過對天氣模型的解析，可以預(yù)測未來一段時間內(nèi)的天氣變化。5.1.3天氣雷達(dá)和衛(wèi)星遙感法天氣雷達(dá)和衛(wèi)星遙感法利用雷達(dá)和衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取大氣中的云、降水等天氣信息，結(jié)合其他天氣資料，對天氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和分析，為天氣預(yù)報提供依據(jù)。5.2統(tǒng)計天氣預(yù)報方法5.2.1相關(guān)分析法相關(guān)分析法通過分析歷史天氣數(shù)據(jù)，找出不同氣象要素之間的相關(guān)性，建立天氣預(yù)測模型。該方法簡單易行，但預(yù)測精度受限于歷史數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量。5.2.2回歸分析法回歸分析法利用歷史天氣數(shù)據(jù)，建立氣象要素與預(yù)報量之間的回歸方程，從而預(yù)測未來天氣。該方法在預(yù)測線性關(guān)系較強的天氣現(xiàn)象時具有較高的準(zhǔn)確性。5.2.3模式識別法模式識別法通過對歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，找出典型的天氣模式，并將其與實時天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，從而進(jìn)行天氣預(yù)測。該方法適用于復(fù)雜天氣系統(tǒng)的預(yù)測。5.3動力與統(tǒng)計相結(jié)合的預(yù)報方法5.3.1數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)值天氣預(yù)報結(jié)合了動力和統(tǒng)計方法，通過求解大氣運動方程，利用模式輸出統(tǒng)計（MOS）技術(shù)或人工智能算法，對模式預(yù)報結(jié)果進(jìn)行訂正，提高預(yù)報精度。5.3.2集成預(yù)報集成預(yù)報方法將多個動力或統(tǒng)計預(yù)報模型的輸出進(jìn)行加權(quán)平均，以降低單一模型的預(yù)測誤差，提高預(yù)報的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。5.3.3機器學(xué)習(xí)方法機器學(xué)習(xí)方法如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等，通過對大量歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，建立天氣預(yù)測模型。該方法在處理非線性、復(fù)雜的天氣系統(tǒng)方面具有優(yōu)勢。5.3.4數(shù)據(jù)同化數(shù)據(jù)同化方法將觀測數(shù)據(jù)與數(shù)值天氣預(yù)報模型相結(jié)合，通過優(yōu)化算法不斷調(diào)整模式狀態(tài)，使預(yù)報模型更接近實際情況，從而提高預(yù)報精度。該方法在天氣預(yù)測中具有較高的實用價值。第6章短時臨近天氣預(yù)報6.1短時臨近天氣預(yù)報概念與重要性6.1.1概念短時臨近天氣預(yù)報，是指對未來數(shù)小時內(nèi)（一般16小時）的天氣情況進(jìn)行預(yù)測和分析的工作。這類預(yù)報具有較高的時間分辨率，旨在為公眾和相關(guān)部門提供及時的天氣預(yù)警信息，以減輕或避免災(zāi)害性天氣對生產(chǎn)和生活的影響。6.1.2重要性短時臨近天氣預(yù)報在以下幾個方面具有重要意義：（1）預(yù)防突發(fā)性災(zāi)害天氣：如強對流天氣、暴雨、雷暴等，為相關(guān)部門及時采取應(yīng)急措施提供依據(jù)。（2）保障社會生產(chǎn)和人民生活：如交通、農(nóng)業(yè)、水利、城市管理等領(lǐng)域的正常運行。（3）提高氣象服務(wù)水平：短時臨近天氣預(yù)報是氣象服務(wù)的重要組成部分，有助于提高氣象服務(wù)的準(zhǔn)確性和及時性。6.2短時臨近天氣預(yù)報技術(shù)方法6.2.1數(shù)值天氣預(yù)報模式利用高分辨率數(shù)值天氣預(yù)報模式，如WRF（WeatherResearchandForecastingModel）等，對短時臨近天氣進(jìn)行模擬和預(yù)測。6.2.2遙感與觀測資料同化將遙感數(shù)據(jù)與地面、高空觀測資料相結(jié)合，通過資料同化技術(shù)，提高短時臨近天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。6.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與機器學(xué)習(xí)運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，構(gòu)建短時臨近天氣預(yù)報模型。6.2.4預(yù)報員經(jīng)驗結(jié)合預(yù)報員的實際經(jīng)驗，對短時臨近天氣預(yù)報進(jìn)行修正和完善。6.3短時強降水、雷暴等災(zāi)害性天氣監(jiān)測與預(yù)警6.3.1監(jiān)測利用衛(wèi)星、雷達(dá)、自動站等設(shè)備，對短時強降水、雷暴等災(zāi)害性天氣進(jìn)行實時監(jiān)測。6.3.2預(yù)警根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合短時臨近天氣預(yù)報，及時發(fā)布災(zāi)害性天氣預(yù)警信息，為相關(guān)部門和公眾提供防御措施。6.3.3預(yù)警發(fā)布流程制定災(zāi)害性天氣預(yù)警發(fā)布流程，明確預(yù)警級別、發(fā)布渠道、發(fā)布時間等，保證預(yù)警信息的準(zhǔn)確性和及時性。6.3.4預(yù)警效果評估對已發(fā)布的災(zāi)害性天氣預(yù)警進(jìn)行效果評估，分析預(yù)警準(zhǔn)確性、及時性等方面的問題，為今后改進(jìn)短時臨近天氣預(yù)報提供參考。第7章中期天氣預(yù)報7.1中期天氣預(yù)報概述中期天氣預(yù)報是指對未來3天至7天的天氣情況進(jìn)行預(yù)測的科學(xué)分析活動。其主要目標(biāo)是提供較為準(zhǔn)確的大尺度天氣變化趨勢，為決策、防災(zāi)減災(zāi)及國民經(jīng)濟建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。中期天氣預(yù)報涉及多種時間尺度、空間尺度的天氣系統(tǒng)，對預(yù)報員的專業(yè)素養(yǎng)及預(yù)報技術(shù)提出了較高要求。7.2大尺度環(huán)流形勢分析大尺度環(huán)流形勢分析是中期天氣預(yù)報的基礎(chǔ)，主要包括對大氣環(huán)流、海洋環(huán)流、地表特征等要素的監(jiān)測與分析。本節(jié)主要從以下幾個方面進(jìn)行闡述：（1）大氣環(huán)流：分析500hPa、700hPa、850hPa等關(guān)鍵高度面上的高度場、溫度場、濕度場、風(fēng)場等要素，了解大氣環(huán)流形勢及演變趨勢。（2）海洋環(huán)流：關(guān)注主要海洋渦旋、暖流、冷流等海洋動力環(huán)境，分析其對大氣環(huán)流的影響。（3）地表特征：研究地表地形、植被、土壤濕度等地表因素對大氣環(huán)流的影響，為中期天氣預(yù)報提供依據(jù)。7.3中期天氣預(yù)報方法與實例中期天氣預(yù)報方法主要包括經(jīng)驗預(yù)報、動力預(yù)報和統(tǒng)計預(yù)報等。以下為幾種常見的中期天氣預(yù)報方法及實例：（1）經(jīng)驗預(yù)報：預(yù)報員根據(jù)多年預(yù)報經(jīng)驗，結(jié)合天氣圖、衛(wèi)星云圖等資料，對中期天氣趨勢進(jìn)行預(yù)測。實例：在我國長江中下游地區(qū)，春季副熱帶高壓脊的北抬過程往往預(yù)示著一段時間的晴好天氣。（2）動力預(yù)報：利用數(shù)值天氣預(yù)報模式，模擬大氣運動過程，預(yù)測中期天氣變化。實例：利用歐洲中期天氣預(yù)報中心（ECMWF）的全球譜模式，對我國夏季降水進(jìn)行預(yù)測。（3）統(tǒng)計預(yù)報：通過分析歷史天氣數(shù)據(jù)，找出中期天氣變化的統(tǒng)計規(guī)律，建立預(yù)報模型。實例：通過分析我國北方地區(qū)春季沙塵暴與大氣環(huán)流的關(guān)系，建立沙塵暴概率預(yù)報模型。（4）綜合預(yù)報：結(jié)合多種預(yù)報方法，綜合考慮各種因素，提高中期天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性。實例：在冬季冷空氣影響過程中，綜合考慮動力預(yù)報、經(jīng)驗預(yù)報和衛(wèi)星遙感資料，對冷空氣路徑及強度進(jìn)行綜合預(yù)測。第8章氣象信息服務(wù)8.1氣象信息產(chǎn)品及其制作氣象信息產(chǎn)品是氣象部門根據(jù)用戶需求，結(jié)合氣象觀測、預(yù)報、科研等成果，制作的一系列服務(wù)于國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的信息產(chǎn)品。本節(jié)主要介紹氣象信息產(chǎn)品的種類、制作流程及質(zhì)量要求。8.1.1氣象信息產(chǎn)品種類氣象信息產(chǎn)品主要包括以下幾類：（1）天氣實況產(chǎn)品：包括地面氣象觀測資料、高空氣象探測資料、雷達(dá)資料、衛(wèi)星云圖等。（2）天氣預(yù)報產(chǎn)品：包括短期天氣預(yù)報、中期天氣預(yù)報、長期天氣預(yù)報、災(zāi)害性天氣預(yù)警等。（3）氣候預(yù)測產(chǎn)品：包括季節(jié)氣候預(yù)測、年氣候預(yù)測、氣候變化趨勢預(yù)測等。（4）應(yīng)用氣象產(chǎn)品：包括農(nóng)業(yè)氣象、林業(yè)氣象、水文氣象、交通氣象、城市氣象等領(lǐng)域的專用氣象信息。（5）氣象科研產(chǎn)品：包括氣象災(zāi)害風(fēng)險評估、氣候變化影響評估、氣候資源評估等。8.1.2氣象信息產(chǎn)品制作流程氣象信息產(chǎn)品制作流程主要包括以下環(huán)節(jié)：（1）數(shù)據(jù)收集：收集國內(nèi)外氣象觀測資料、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品、衛(wèi)星遙感資料等。（2）數(shù)據(jù)處理：對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查、訂正、插值、同化等處理。（3）產(chǎn)品制作：根據(jù)用戶需求，運用氣象學(xué)原理和預(yù)報技術(shù)，制作各類氣象信息產(chǎn)品。（4）產(chǎn)品審核：對制作的氣象信息產(chǎn)品進(jìn)行審核，保證產(chǎn)品質(zhì)量。（5）產(chǎn)品發(fā)布：將審核合格的氣象信息產(chǎn)品對外發(fā)布。8.1.3氣象信息產(chǎn)品質(zhì)量要求氣象信息產(chǎn)品質(zhì)量要求如下：（1）準(zhǔn)確性：氣象信息產(chǎn)品應(yīng)具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。（2）及時性：氣象信息產(chǎn)品應(yīng)滿足用戶對時效性的要求。（3）完整性：氣象信息產(chǎn)品應(yīng)包含所需的所有信息，內(nèi)容全面。（4）適用性：氣象信息產(chǎn)品應(yīng)符合用戶需求，便于用戶理解和應(yīng)用。8.2氣象信息發(fā)布與傳播氣象信息的發(fā)布與傳播是氣象服務(wù)的重要組成部分。本節(jié)主要介紹氣象信息發(fā)布與傳播的渠道、方式及要求。8.2.1氣象信息發(fā)布渠道氣象信息發(fā)布渠道主要包括以下幾種：（1）傳統(tǒng)媒體：如報紙、雜志、廣播、電視等。（2）網(wǎng)絡(luò)媒體：如氣象部門官方網(wǎng)站、微博、手機APP等。（3）短信平臺：通過手機短信向用戶發(fā)送氣象信息。（4）專用通信網(wǎng)絡(luò)：如氣象預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)、農(nóng)村大喇叭等。8.2.2氣象信息發(fā)布方式氣象信息發(fā)布方式主要包括以下幾種：（1）定期發(fā)布：按照一定的時間周期，發(fā)布?xì)庀笮畔ⅰ＃?）實時發(fā)布：針對突發(fā)天氣事件，實時發(fā)布?xì)庀笮畔?。?）定制發(fā)布：根據(jù)用戶需求，提供個性化的氣象信息服務(wù)。（4）應(yīng)急發(fā)布：在氣象災(zāi)害發(fā)生時，啟動應(yīng)急預(yù)案，發(fā)布相關(guān)信息。8.2.3氣象信息發(fā)布要求氣象信息發(fā)布要求如下：（1）及時性：保證氣象信息及時發(fā)布，為用戶決策提供依據(jù)。（2）準(zhǔn)確性：保證氣象信息的準(zhǔn)確性，避免誤導(dǎo)用戶。（3）權(quán)威性：氣象信息發(fā)布應(yīng)具有權(quán)威性，樹立用戶信任。（4）規(guī)范性：氣象信息發(fā)布應(yīng)遵循相關(guān)法律法規(guī)，保證合規(guī)性。8.3氣象信息服務(wù)的用戶需求與滿意度評估氣象信息服務(wù)的目標(biāo)是滿足用戶需求，提高用戶滿意度。本節(jié)主要介紹氣象信息服務(wù)的用戶需求分析、滿意度評估方法及改進(jìn)措施。8.3.1用戶需求分析用戶需求分析主要包括以下方面：（1）用戶群體：分析不同用戶群體的氣象信息需求。（2）需求內(nèi)容：了解用戶對氣象信息產(chǎn)品內(nèi)容的需求。（3）需求頻率：掌握用戶對氣象信息產(chǎn)品的需求頻率。（4）需求時效：明確用戶對氣象信息時效性的要求。8.3.2滿意度評估方法滿意度評估方法主要包括以下幾種：（1）問卷調(diào)查：通過發(fā)放問卷，了解用戶對氣象信息服務(wù)的滿意度。（2）訪談：與用戶進(jìn)行面對面交流，收集用戶意見和建議。（3）數(shù)據(jù)分析：對用戶使用氣象信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估滿意度。（4）第三方評估：邀請第三方機構(gòu)對氣象信息服務(wù)進(jìn)行評估。8.3.3改進(jìn)措施根據(jù)用戶需求分析和滿意度評估結(jié)果，采取以下改進(jìn)措施：（1）優(yōu)化產(chǎn)品：改進(jìn)氣象信息產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量。（2）提升服務(wù)：加強氣象信息服務(wù)，滿足用戶需求。（3）完善渠道：拓展氣象信息發(fā)布渠道，提高傳播效果。（4）加強培訓(xùn)：提高氣象信息服務(wù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，提升服務(wù)水平。第9章氣象災(zāi)害預(yù)警與防御9.1氣象災(zāi)害類型與影響氣象災(zāi)害是指由異常氣候條件引發(fā)的自然災(zāi)害，主要包括洪澇、干旱、寒潮、臺風(fēng)、暴雨、雷電、大風(fēng)、沙塵暴等。各類氣象災(zāi)害對我國社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重影響。（1）洪澇：洪澇災(zāi)害多發(fā)生在夏秋季節(jié)，主要是由于強降水導(dǎo)致河流、湖泊水位上漲，引發(fā)洪水。洪澇災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市交通和人民生活造成嚴(yán)重影響。（2）干旱：干旱災(zāi)害主要表現(xiàn)為長時間無降水或降水偏少，導(dǎo)致土壤缺水、江河湖泊水位下降、水資源減少。干旱災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源利用和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。（3）寒潮：寒潮災(zāi)害多發(fā)生在冬春季節(jié)，表現(xiàn)為強冷空氣南下，氣溫驟降。寒潮災(zāi)害對交通運輸、能源供應(yīng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較大影響。（4）臺風(fēng)：臺風(fēng)災(zāi)害多發(fā)生在夏秋季節(jié)，臺風(fēng)帶來的強風(fēng)、暴雨和風(fēng)暴潮對沿海地區(qū)造成嚴(yán)重影響，損害建筑物、農(nóng)作物和基礎(chǔ)設(shè)施。（5）暴雨：暴雨災(zāi)害多發(fā)生在夏季，短時間內(nèi)大量降水導(dǎo)致城市內(nèi)澇、山洪、泥石流等災(zāi)害，對人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。（6）雷電：雷電災(zāi)害多發(fā)生在夏季，雷擊事件對建筑物、電力設(shè)施和人員安全帶來危害。（7）大風(fēng)：大風(fēng)災(zāi)害多發(fā)生在春秋季節(jié)，強風(fēng)對交通運輸、建筑物和農(nóng)業(yè)設(shè)施產(chǎn)生破壞。（8）沙塵暴：沙塵暴災(zāi)害多發(fā)生在春季，沙塵天氣對空氣質(zhì)量、能見度和人民健康造成影響。9.2氣象災(zāi)害預(yù)警信號的發(fā)布與傳播氣象災(zāi)害預(yù)警信號是指針對各類氣象災(zāi)害，通過氣象部門發(fā)布的預(yù)警信息，提醒公眾和相關(guān)部門采取防御措施，減輕災(zāi)害損失。（1）預(yù)警信號的發(fā)布：氣象部門根據(jù)氣象觀測資料、預(yù)測預(yù)報結(jié)果和災(zāi)害風(fēng)險分析，發(fā)布相應(yīng)級別的氣象災(zāi)害預(yù)警信號。預(yù)警信號分為黃色、橙色、紅色三個級別，分別對應(yīng)一般、較重、嚴(yán)重災(zāi)害風(fēng)險。（2）預(yù)警信號的傳播：氣象災(zāi)害預(yù)警信號通過電視、廣播、短信、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道傳播，保證公眾及時獲取預(yù)警信息。9.3氣象災(zāi)害防御措施及案例分析針對不同類型的氣象災(zāi)害，采取相應(yīng)的防御措施，可以有效降低災(zāi)害損失。（1）洪澇災(zāi)害防御：加強河道、水庫、堤防等水利設(shè)施建設(shè)，提高防洪能力；開展城市排水設(shè)施改造，減輕內(nèi)澇風(fēng)險；加強山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害防治。案例分析：2016年7月，我國南方地區(qū)出現(xiàn)強降水，引發(fā)洪澇災(zāi)害。通過提前發(fā)布預(yù)警，及時轉(zhuǎn)移群眾，加強水利工程調(diào)度，有效減輕了災(zāi)害損失。（2）干旱災(zāi)害防御：加強水資源合理調(diào)配，提高水資源利用效率；推廣節(jié)水技術(shù)，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)；加強人工增雨作業(yè)，緩解干旱狀況。案例分析：2014年，我國北方地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重干旱。通過實施跨流域調(diào)水、開展人工增雨等措施，有效緩解了旱情。