福建省天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展報告

福建省氣象局

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福建省天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展報告

福建省氣象局*

該文系統(tǒng)總結(jié)了福建省天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了福建省天氣氣候預(yù)報預(yù)測面臨的機遇和挑戰(zhàn)，提出了發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略對策。21世紀，天氣氣候預(yù)報預(yù)測要大力推進氣象科技創(chuàng)新，研制客觀、精細的天氣預(yù)報技術(shù)和方法，增強氣象防災(zāi)減災(zāi)和對經(jīng)濟社會發(fā)展的服務(wù)能力，為海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設(shè)及我省的社會經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的氣象科技支撐與安全保障。

天氣氣候 預(yù)報技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 戰(zhàn)略對策

1 引言

隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果的引入和大氣科學(xué)本身的發(fā)展，天氣監(jiān)測已經(jīng)從低分辨率、有限視野的間歇常規(guī)觀測向遙感信息與常規(guī)觀測相結(jié)合的高分辨率、多方位連續(xù)監(jiān)測方向轉(zhuǎn)變；同時天氣預(yù)報亦從傳統(tǒng)的天氣氣候理論、數(shù)理統(tǒng)計與預(yù)報員半經(jīng)驗半理論的定性方法，發(fā)展到以數(shù)值天氣預(yù)報為基礎(chǔ)，以人機交互處理系統(tǒng)為平臺，綜合應(yīng)用多種科學(xué)技術(shù)和方法的新時代；預(yù)報方式也從分析大氣表象演變逐漸向深入考慮大氣運動的內(nèi)在規(guī)律轉(zhuǎn)變。數(shù)值天氣預(yù)報以其能夠反映大氣物理規(guī)律的優(yōu)勢，被認為是最有效解決天氣預(yù)報問題的科學(xué)途徑。遙感等非常規(guī)觀測信息和數(shù)值預(yù)報已成為當(dāng)今氣象工作者進行天氣監(jiān)測、分析和預(yù)報的最重要的技術(shù)基礎(chǔ)。天氣預(yù)報正在逐步向客觀化、精細化、自動化方向發(fā)展。

但是，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和民眾生活水平的提高，目前天氣預(yù)報的精細化程度和準確率還不能完全滿足國家和社會的需求，尤其是突發(fā)性、異常災(zāi)害性天氣如局地短時強降水、強對流等小概率事件，當(dāng)前的氣象科技水平還不可能作出有較長提前量的準確預(yù)報。因此，進一步總結(jié)我省天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展的狀況，分析面臨的挑戰(zhàn)和機遇，明確今后一段時間的發(fā)展方向，是十分必要的。

2 福建省天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 數(shù)值天氣預(yù)報

經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和減災(zāi)防災(zāi)要求提供高準確率和較長時效的氣象預(yù)報，數(shù)值天氣預(yù)報是氣象工作者進行天氣分析和預(yù)報不可缺少的重要手段，數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品成為了現(xiàn)代天氣預(yù)報的基礎(chǔ)。經(jīng)過過去20多年的努力，我國數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)從無到有，逐步壯大，目前已建立起比較完整的數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)體系，北半球中期數(shù)值預(yù)報可用時效達6天，水平分辨率達到30公里，與發(fā)達國家的差距逐步縮小。

1995年，福建省氣象局開始進行中尺度數(shù)值預(yù)報試驗研究，1997年5月建成“福建省中尺度數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)”并在省氣象臺進行業(yè)務(wù)試驗，模式框架采用MM4中尺度模式框架，預(yù)報時效24小時，在HP5/75 586微機上運行。

2003年8月，福建省氣象局引進了含有24個CPU的SGI Origin350高性能計算機，用于中尺度數(shù)值預(yù)報的業(yè)務(wù)運算。同年10月，福建省氣象局與中國科學(xué)院合作開發(fā)了基于MM5V3中尺度模式框架的新一代中尺度數(shù)值預(yù)報模式，在省氣象臺投入業(yè)務(wù)運行。系統(tǒng)采用兩重網(wǎng)格嵌套，細網(wǎng)格分辨率為10公里，模式每天運行2次，預(yù)報時效為60小時。預(yù)報產(chǎn)品包括站點、格點常規(guī)氣象要素和物理量等，供省內(nèi)各級氣象臺預(yù)報員參考使用。

2006年，在已建立的福建省中尺度數(shù)值預(yù)報模式基礎(chǔ)上，開展基于參數(shù)化方案的集合預(yù)報的業(yè)務(wù)試驗研究。

2.2 中短期天氣預(yù)報

2.2.1建立了較先進的預(yù)報業(yè)務(wù)平臺

隨著氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，衛(wèi)星遙感、雷達探測和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的不斷豐富，預(yù)報業(yè)務(wù)中獲得的氣象信息大量增加。為了能使預(yù)報員快速方便地分析和綜合應(yīng)用各類氣象信息，1996年，中國氣象局組織開發(fā)了新一代天氣預(yù)報人機交互處理系統(tǒng)——氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)Micaps（Meteorological Information Comprehensive Analysis And Process System）。該系統(tǒng)是與衛(wèi)星通訊、數(shù)據(jù)庫配套的支持天氣預(yù)報制作的人機交互系統(tǒng)，具有強大的各類氣象信息綜合處理顯示功能，可以快速檢索各種氣象數(shù)據(jù)，疊加、動畫顯示各類氣象數(shù)據(jù)的圖形和圖像，可對各種氣象圖形進行編輯加工。1997年，該系統(tǒng)1.0版本在全國氣象部門正式投入使用。福建省氣象臺在應(yīng)用基礎(chǔ)上，于1999年完成了Micaps系統(tǒng)的本地化開發(fā)工作和新業(yè)務(wù)工作流程的制定，并在預(yù)報業(yè)務(wù)中加以應(yīng)用。同時，福建省自行研發(fā)的“中尺度氣象信息集成顯示系統(tǒng)”和“新一代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)”也一并投入應(yīng)用。這些系統(tǒng)將圖形圖像處理技術(shù)、人機交互技術(shù)、多種顯示功能和編輯功能有機地結(jié)合在一起，為預(yù)報員提供了非常方便的工作平臺，不但為預(yù)報員提供數(shù)量眾多、門類齊全的各種天氣預(yù)報信息，還實現(xiàn)了天氣預(yù)報制作的現(xiàn)代化流程，使天氣預(yù)報的作業(yè)方式發(fā)生了根本的變化，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式向人機交互處理方式轉(zhuǎn)變。先進的氣象預(yù)報業(yè)務(wù)平臺的建立，為提高天氣預(yù)報準確率奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2.2預(yù)報手段和方式發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變

在過去幾十年來，特別是上世紀90年代以前，由于氣象觀測資料和計算機能力的限制，天氣預(yù)報考慮的總是槽來脊去，變壓、變溫的大小，風(fēng)向風(fēng)速輻合輻散等，沒有較好或較多的方法與工具。如今隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，天氣預(yù)報業(yè)務(wù)平臺的建立應(yīng)用，天氣預(yù)報能夠從分析各種物理量場入手，了解天氣系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及大的環(huán)流形勢、各系統(tǒng)之間、上下層之間的相互關(guān)系，預(yù)報的手段和方式發(fā)生了根本的變化。

隨著我國數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的更新?lián)Q代，20世紀90年代中后期，在推進衛(wèi)星氣象綜合信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)重點工程建設(shè)的同時，中國氣象局提出了“以數(shù)值分析預(yù)報產(chǎn)品為基礎(chǔ)，以人機交互系統(tǒng)為工作平臺，積極研制各種預(yù)報技術(shù)方法，提高綜合分析、集成和預(yù)報決策能力”的天氣預(yù)報新的技術(shù)路線以及逐級指導(dǎo)的業(yè)務(wù)體制改革要求，提出了天氣預(yù)報要向“定時、定點、定量”的精細化方向發(fā)展的要求。數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)試驗和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的天氣學(xué)釋用等多種預(yù)報技術(shù)研究開發(fā)及預(yù)報系統(tǒng)建設(shè)進入了積極探索和快速發(fā)展中。

此間，福建省氣象部門積極組織了數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的釋用研究，以數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品為基礎(chǔ)，研制了分縣氣象要素預(yù)報、前汛期區(qū)域性暴雨短期客觀預(yù)報、臺風(fēng)暴雨短期客觀預(yù)報、冰雹強對流天氣短期預(yù)警等預(yù)報方法。近年來，我省氣象部門大量的研究工作和技術(shù)交流，主要集中于對臺風(fēng)、暴雨、強對流等災(zāi)害性天氣過程和本省疑難天氣進行各種類型的診斷分析、數(shù)值模擬、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品能力檢驗，尋求預(yù)報判別指標(biāo)，使災(zāi)害性天氣預(yù)報能力有了很大提高。例如，參加國家“八五”科技攻關(guān)計劃《臺風(fēng)、暴雨災(zāi)害性天氣監(jiān)測、預(yù)報技術(shù)研究》，對臺風(fēng)路徑突變、移速突變和暴雨突變氣候特征和環(huán)流形勢特征進行了系統(tǒng)分析，提出了熱帶云團、東風(fēng)波等對臺風(fēng)疑難路徑的影響、北上臺風(fēng)尾流暴雨云團和幾種特殊地形對臺風(fēng)區(qū)域性大暴雨的影響，分別建立了臺風(fēng)暴雨突增和路徑突變、移速突變診斷預(yù)報方法。參加國家“九五”攀登專項計劃《海峽兩岸及鄰近地區(qū)暴雨試驗研究》項目，通過數(shù)值模擬和數(shù)值試驗，探討臺風(fēng)系統(tǒng)中尺度暴雨的物理機制和地形對臺風(fēng)中尺度暴雨增幅作用，研究建立了福建臺風(fēng)系統(tǒng)中尺度暴雨的診斷分析預(yù)報方法。

以前的中期天氣預(yù)報主要是制作旬報，作旬降水量、平均氣溫和降水天氣過程的預(yù)報。其中旬降水量和平均氣溫預(yù)報采用的是統(tǒng)計預(yù)報方法，降水天氣過程也主要應(yīng)用周期外推和統(tǒng)計規(guī)律來作出預(yù)報。隨著中期數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建立，中期天氣預(yù)報業(yè)務(wù)也發(fā)生了根本性的變化。到上世紀90年代后期，歐洲數(shù)值預(yù)報中心的預(yù)報產(chǎn)品可用時效達到8天，我國的也已達到6天。中期天氣預(yù)報在預(yù)報技術(shù)和方法上也逐漸改變了以經(jīng)驗統(tǒng)計、數(shù)理統(tǒng)計為主的預(yù)報方法，向以數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的解釋應(yīng)用為主、輔以統(tǒng)計分析預(yù)報方法的方式轉(zhuǎn)變。研制了以數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品為基礎(chǔ)，應(yīng)用相似預(yù)報方法，制作“福建省5～6月大范圍連續(xù)性暴雨預(yù)報”、“福建省寒潮過程中期預(yù)報”、“福建省高溫過程中期預(yù)報”、“福建省春季低溫陰雨過程預(yù)報”、“福建省中期天氣要素預(yù)報”等客觀預(yù)報工具和方法，對提高福建省中期天氣預(yù)報準確率起了積極的作用。

2.3 短時臨近預(yù)報

近年來，隨著雷達、衛(wèi)星、閃電定位儀表、自動站等氣象監(jiān)測現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，帶動了非常規(guī)探測資料的應(yīng)用研究和中尺度分析及短時臨近預(yù)報的開展。

我省自1999年開始建設(shè)新一代天氣雷達，到2004年建成了全省4部（福州、廈門、龍巖、建陽）新一代天氣雷達并組網(wǎng)運行，2007年又建成了寧德移動式新一代天氣雷達。近年來我省應(yīng)用新一代天氣雷達探測資料，開展對臺風(fēng)定位、短時臨近定量估測降水、短時強降雨、強對流天氣判據(jù)和概念模式等的研究，建立了多套短時臨近預(yù)報工具。

密集的區(qū)域自動站資料彌補了常規(guī)站點觀測資料在短時降水預(yù)報中空間密度不足和獲取時間滯后的缺陷，與多普勒天氣雷達相配合使用，有效提高了對短時降水的監(jiān)測和預(yù)報能力。

衛(wèi)星云圖有助于彌補雷達探測范圍小的局限。2005年汛期FY-2C氣象衛(wèi)星的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，使利用衛(wèi)星云圖對中小尺度天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展背景場的監(jiān)測由原來的1小時1次改為每半小時1次，從而提高了氣象衛(wèi)星對強風(fēng)暴等系統(tǒng)活動大舞臺的監(jiān)測能力，但要捕捉其具體活動過程，還需應(yīng)用閃電定位和多普勒資料進行綜合分析。

2002年，我省建成了由9個探測點和1個中心站組成的多站式雷電監(jiān)測定位系統(tǒng)，雷電監(jiān)測范圍可覆蓋全省和臺灣海峽地區(qū)，可對我省及周邊地區(qū)的雷暴活動及其變化趨勢實施全天候監(jiān)測，是短時強對流天氣監(jiān)測和預(yù)報的有效工具。

目前，我省短時災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)警主要通過衛(wèi)星云圖、多普勒雷達、閃電定位儀和自動氣象站等遙感、遙測手段綜合應(yīng)用。短時臨近預(yù)報技術(shù)主要包括以雷達資料為基礎(chǔ)的雷暴識別追蹤和外推預(yù)報技術(shù)、中尺度數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品以及以實時常規(guī)觀測資料結(jié)合衛(wèi)星、雷達分析觀測資料為主的概念模型預(yù)報技術(shù)等。

2.4 短期氣候預(yù)測

福建省短期氣候預(yù)測（長期天氣預(yù)報）從建立業(yè)務(wù)起，大體經(jīng)歷了經(jīng)驗統(tǒng)計分析、數(shù)理統(tǒng)計分析、物理統(tǒng)計分析、動力與統(tǒng)計相結(jié)合四個階段。通過對各種氣象要素序列周期性、持續(xù)性、轉(zhuǎn)折性和年際、年代際變化特征的分析，尋找統(tǒng)計規(guī)律，對氣象要素未來的變化進行預(yù)測是早期長期天氣預(yù)報的主要手段和工具。20世紀70年代初開始廣泛采用回歸分析、判別和聚類分析、模糊數(shù)學(xué)、序相關(guān)（相似）、灰色系統(tǒng)、經(jīng)驗正交函數(shù)、均生函數(shù)等在內(nèi)的數(shù)理統(tǒng)計方法。但由于數(shù)學(xué)統(tǒng)計模型所選擇的因子質(zhì)量不高且缺乏物理概念，從而影響統(tǒng)計預(yù)報的效果。此后，開始注重長期天氣物理過程的演變，逐漸采用物理統(tǒng)計技術(shù)，即在尋找有一定物理意義的影響氣候異常因子或強信號的基礎(chǔ)上，經(jīng)過統(tǒng)計分析，建立較為清晰的具有天氣氣候?qū)W意義的物理統(tǒng)計方法（預(yù)測概念模型）。從20世紀90年代起，開展動力氣候模式與統(tǒng)計方法相結(jié)合的預(yù)報方法研究，建立了《福建省氣候災(zāi)害短期氣候預(yù)測業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)》，大大增強了我省短期氣候預(yù)測的能力。目前，我省短期氣候預(yù)測應(yīng)用的主要方法有：

（1）氣候背景分析和預(yù)測，即降水、氣溫等氣候要素自身演變規(guī)律的分析和預(yù)測；

（2）前期天氣氣候特征和綜合相似年分析；

（3）環(huán)流特征量相關(guān)相似分析和預(yù)測；

（4）大氣環(huán)流異常、海表溫度與氣候要素相關(guān)相似統(tǒng)計分析與預(yù)測，包括典型年份的合成和對比分析等；

（5）季風(fēng)、西太平洋副熱帶高壓、高原積雪、ENSO循環(huán)、太陽活動、天文背景等異常氣候物理因子分析和預(yù)測；

（6）因子或多因子相關(guān)分析、回歸分析、均生函數(shù)法、最優(yōu)氣候值法、自然正交迭代、典型相關(guān)法等數(shù)理統(tǒng)計方法；

（7）動力氣候模式產(chǎn)品的降尺度釋用，即在月動力延伸預(yù)報模式輸出產(chǎn)品的基礎(chǔ)上結(jié)合本地區(qū)的天氣氣候特點，綜合運用動力學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等方法進行再分析、再解釋，將月平均環(huán)流形勢的預(yù)報轉(zhuǎn)化為本地區(qū)月平均要素的預(yù)測。

近10年來，我國在利用全球環(huán)流模式做季度預(yù)報方面有了較大的進展，氣候動力學(xué)的預(yù)測方法隨著業(yè)務(wù)預(yù)報的需要，越來越受到重視并被廣泛應(yīng)用。用各種全球氣候模式做短期氣候預(yù)測已逐步應(yīng)用于業(yè)務(wù)，使氣候預(yù)測向著定量化方向發(fā)展。國家氣候中心使用T63動力延伸預(yù)報和動力—相似制作500hPa環(huán)流形勢和距平預(yù)測，從1998年開始用T63動力延伸預(yù)報制作月降水距平百分率預(yù)測。從2005年開始，國家氣候中心在全國推廣氣候數(shù)值模式產(chǎn)品的解釋應(yīng)用技術(shù)，我省于2007年開始進行氣候數(shù)值模式產(chǎn)品的解釋應(yīng)用研究，并應(yīng)用到日常的短期氣候預(yù)測業(yè)務(wù)之中。

我省氣象事業(yè)雖然取得很大成就，但在發(fā)展過程中依然存在著一些問題和不足，與全面建設(shè)小康社會和服務(wù)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)的需求不相適應(yīng)。主要表現(xiàn)在:一是天氣預(yù)報技術(shù)在整體上還沒有完全向以數(shù)值預(yù)報為基礎(chǔ)的現(xiàn)代天氣預(yù)報制作技術(shù)轉(zhuǎn)變，數(shù)值天氣分析預(yù)報產(chǎn)品解釋應(yīng)用水平不高。自動氣象站、衛(wèi)星、雷達、風(fēng)廓線、GPS/MET和閃電定位等新觀測資料在天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中的有效應(yīng)用不足。突發(fā)災(zāi)害性天氣的預(yù)報能力不強，天氣預(yù)報的精細化程度不高，還沒有足夠能力作出時效較長的定點、定時、定量的客觀預(yù)報。二是氣象科研與創(chuàng)新能力還不夠強，氣象科技總體水平與發(fā)達省份相比仍有一定差距，高水平科研成果不多；部分研究沒有能夠緊扣業(yè)務(wù)實際需要，成果轉(zhuǎn)化率不高。三是高層次人才、一線高級專門人才和管理人才缺乏，人才隊伍建設(shè)尚不能滿足科研水平大步提高和業(yè)務(wù)能力大步加強的要求。

3 福建省天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展思路、目標(biāo)和趨勢

3.1 天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展思路和目標(biāo)

發(fā)展思路：以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以公共氣象服務(wù)需求為牽引，依靠科技進步，大力發(fā)展具有本省特色的中尺度數(shù)值預(yù)報技術(shù)，開展集合預(yù)報，發(fā)揮預(yù)報員主觀能動性，提高天氣氣候預(yù)報預(yù)測準確率和精細化水平，充分發(fā)揮我省氣象事業(yè)在全面建設(shè)小康社會和建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)中的重要作用。

發(fā)展目標(biāo)：以提高天氣預(yù)報、短期氣候預(yù)測準確率為核心，建立精細化、無縫隙的氣象預(yù)報預(yù)測體系。廣泛釋用氣候系統(tǒng)乃至地球系統(tǒng)模式等產(chǎn)品及集合預(yù)報產(chǎn)品，建設(shè)具有國內(nèi)先進水平的氣候變化監(jiān)測、預(yù)測和影響、預(yù)估業(yè)務(wù)體系；發(fā)展具有本省特色的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報技術(shù)；研制基于集合預(yù)報的災(zāi)害性和高影響天氣中短期預(yù)報方法；建成定量的災(zāi)害性天氣臨近預(yù)警、預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在天氣雷達業(yè)務(wù)、臺風(fēng)預(yù)報、海洋氣象服務(wù)等領(lǐng)域達到國內(nèi)先進水平。

3.2 天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢

3.2.1數(shù)值天氣預(yù)報向精細化、集合化方向發(fā)展

業(yè)務(wù)數(shù)值天氣預(yù)報將獲得快速發(fā)展，更多的遙感、遙測資料得到有效的同化應(yīng)用。云物理、陸面和邊界層過程等在模式中的表達將更加仔細，對中尺度對流系統(tǒng)有預(yù)報意義的數(shù)值天氣預(yù)報成為可能。預(yù)報時效和準確率將進一步提高。超級集合預(yù)報技術(shù)、海陸氣耦合數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)將獲得快速發(fā)展，數(shù)值天氣預(yù)報的有效可用天數(shù)進一步延長。

3.2.2天氣預(yù)報向定量化、精細化、無縫隙方向發(fā)展

隨著精細的快速分析預(yù)報和解釋應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，更加精細的氣象要素預(yù)報成為可能。多種觀測資料融合技術(shù)的發(fā)展，將明顯推動臨近預(yù)報技術(shù)的進步，使臨近預(yù)報具有多種強對流天氣的識別和預(yù)報能力。資料融合和外推技術(shù)與數(shù)值預(yù)報技術(shù)的結(jié)合，以及快速資料分析預(yù)報系統(tǒng)的發(fā)展，使客觀定量的短時預(yù)報業(yè)務(wù)成為可能。延伸期預(yù)報技術(shù)的發(fā)展有可能使某些天氣過程的預(yù)報時效延長。天氣預(yù)報將在無縫隙化方面取得重要的進展。

3.2.3氣候監(jiān)測診斷向定量化、多領(lǐng)域發(fā)展

氣候監(jiān)測診斷是福建氣象業(yè)務(wù)中一個重要的組成部分。通過對氣候系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測和分析，揭示氣候變化的基本事實，對氣候變化和氣候異常作出判斷。

通過實行實時和歷史氣象資料的有機銜接，加強衛(wèi)星、雷達、自動站、閃電定位儀等新型氣象資料的監(jiān)測分析處理工作，建立極端天氣氣候事件業(yè)務(wù)監(jiān)測體系，逐步實現(xiàn)跟蹤監(jiān)測—預(yù)警—預(yù)評估—評價的定量化業(yè)務(wù)流程，提高氣候變化、評價工作的時效性和公益性。此外，為應(yīng)對氣候變化，加強對大氣、海洋、陸地、冰雪圈和生物圈組成的氣候系統(tǒng)在各種不同時空尺度上的有關(guān)監(jiān)測，逐步實現(xiàn)監(jiān)測動態(tài)內(nèi)容向多領(lǐng)域拓展，提高應(yīng)對氣候變化的綜合評估能力。

3.2.4氣候預(yù)測向數(shù)值化方向發(fā)展

由于短期氣候預(yù)測的復(fù)雜性，許多問題還沒有根本解決，目前我省的短期氣候預(yù)測還處于不斷探索和試驗階段，使用數(shù)理統(tǒng)計和物理統(tǒng)計方法制作月、季、年及以上尺度的氣候預(yù)測是當(dāng)前短期氣候預(yù)測業(yè)務(wù)的主要依據(jù)。隨著動力數(shù)值預(yù)測模式的發(fā)展，在研究月、季時間尺度的動力氣候模式、模式產(chǎn)品釋用技術(shù)以及物理統(tǒng)計預(yù)測模型、方法的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)動力模式預(yù)測產(chǎn)品和物理統(tǒng)計模型相結(jié)合，并逐步向數(shù)值化方向發(fā)展。

4 福建天氣氣候預(yù)報預(yù)測技術(shù)發(fā)展的主要任務(wù)和戰(zhàn)略對策

4.1 主要任務(wù)

天氣氣候預(yù)報預(yù)測要深化對福建省天氣氣候及其變化規(guī)律的研究，大力推進氣象科技創(chuàng)新，研制客觀化、精細化的天氣預(yù)報技術(shù)和方法，發(fā)展具有全國先進水平的現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)，增強氣象對經(jīng)濟社會發(fā)展的服務(wù)功能，為海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設(shè)及我省的社會經(jīng)濟發(fā)展提供強大的氣象科技支撐與服務(wù)保障。

4.1.1發(fā)展具有本省特色的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報技術(shù)

通過以變分同化為主導(dǎo)的資料同化技術(shù)，使衛(wèi)星、雷達、風(fēng)廓線及GPS等大量的遙感、遙測信息和加密觀測信息在數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)模式中得到應(yīng)用。

優(yōu)化和發(fā)展福建省中尺度數(shù)值預(yù)報模式，模式分辨率由10～30千米提高到5千米，特殊需要時水平分辨率可達到1千米；并能夠有效反映我省下墊面的中-g尺度細致特征。

根據(jù)不同模式和不同物理過程預(yù)報的系統(tǒng)性誤差及分布特點，采用動力統(tǒng)計技術(shù)，構(gòu)造反映模式預(yù)報誤差特點的動態(tài)集合權(quán)重函數(shù)，建立多模式、多物理過程產(chǎn)品集成方法。

發(fā)展具有動力學(xué)意義，基于集合預(yù)報的概率預(yù)報方法，開發(fā)集合平均、離散度、概率預(yù)報、集合分類等產(chǎn)品；利用統(tǒng)計方法對集合預(yù)報產(chǎn)品進一步加工與釋用，直接預(yù)報天氣要素值及可能變化范圍；將集合預(yù)報作為其它專業(yè)模式的氣象背景場資料，形成衍生的專業(yè)氣象集合預(yù)報產(chǎn)品。不斷發(fā)展與拓展集合預(yù)報應(yīng)用技術(shù)與方法。

4.1.2加強短時臨近強對流天氣監(jiān)測預(yù)報業(yè)務(wù)

中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測業(yè)務(wù)。開發(fā)天基、空基、地基遙感遙測信息以及其它觀測信息在天氣及相關(guān)災(zāi)害監(jiān)測中的綜合應(yīng)用方法，發(fā)展和優(yōu)化針對監(jiān)測對象的天氣及相關(guān)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，提升監(jiān)測業(yè)務(wù)與服務(wù)的及時性與準確性。高影響的中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測率達到90%以上。

臨近預(yù)報業(yè)務(wù)。建立定量的災(zāi)害性天氣臨近預(yù)警、預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)。充分利用氣象衛(wèi)星、多普勒天氣雷達及自動氣象站、風(fēng)廓線儀等觀測信息以及多元資料融合系統(tǒng)提供的高分辨率格點分析資料，密切監(jiān)視天氣系統(tǒng)演變，研制以天氣雷達和地面自動觀測信息為主，客觀、定量的臨近預(yù)報技術(shù)方法。滾動制作0～2小時天氣，尤其是臺風(fēng)、突發(fā)性暴雨、龍卷、冰雹、雷暴、大風(fēng)、下?lián)舯┝?、風(fēng)切變等惡劣天氣及相關(guān)災(zāi)害的臨近預(yù)報和警報。

短時預(yù)報業(yè)務(wù)。逐步建成精細短時預(yù)報、預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在對各類天氣及相關(guān)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展機理充分認識的基礎(chǔ)上，以新一代多媒體、多功能、可視化人機交互預(yù)報制作系統(tǒng)為工作平臺，以天基、空基、地基觀測資料以及數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品為基礎(chǔ)，應(yīng)用天氣學(xué)及相關(guān)科學(xué)對各種信息進行綜合分析，實現(xiàn)對12小時內(nèi)天氣及相關(guān)災(zāi)害的移向、移速、影響范圍、持續(xù)時間、強度變化等的精細預(yù)報和預(yù)警。

4.1.3建立精細化的中短期天氣預(yù)報業(yè)務(wù)

氣象要素預(yù)報業(yè)務(wù)。常規(guī)氣象要素預(yù)報走客觀化、定量化的發(fā)展道路，以數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品解釋應(yīng)用為基礎(chǔ)，制作精細化的氣象要素預(yù)報產(chǎn)品，預(yù)報水平進一步提高，能對8天內(nèi)任何地區(qū)的常規(guī)氣象要素做出精細預(yù)報。

發(fā)展各類災(zāi)害性天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)。開展各類災(zāi)害性天氣的特征物理量統(tǒng)計分析研究，建立具有普遍意義的災(zāi)害性天氣預(yù)報模型和災(zāi)害性天氣預(yù)報指標(biāo)體系。開發(fā)基于模式輸出的“配料法”（或疊套法）災(zāi)害性天氣落區(qū)的客觀預(yù)報產(chǎn)品。在對災(zāi)害性天氣的發(fā)生發(fā)展機理充分認識的基礎(chǔ)上，加強各類常規(guī)和非常規(guī)觀測資料以及數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的綜合分析。大力發(fā)展災(zāi)害性天氣落區(qū)、強度等級的集合預(yù)報和概率預(yù)報技術(shù)。

建立氣象災(zāi)害及次生災(zāi)害預(yù)警業(yè)務(wù)流程，綜合利用雷達、衛(wèi)星、自動氣象站、閃電定位等觀測資料以及中短期、短時臨近預(yù)報產(chǎn)品，結(jié)合各種不同等級氣象災(zāi)害的臨界氣象條件指標(biāo)，建立氣象災(zāi)害客觀預(yù)報模型。制作多種時效的氣象災(zāi)害預(yù)報產(chǎn)品。實現(xiàn)氣象災(zāi)害發(fā)生的時間、地點、強度等的預(yù)報和危害程度的預(yù)評估。

發(fā)展熱帶氣旋預(yù)報警報業(yè)務(wù)。堅持引進和自主開發(fā)相結(jié)合，建立臺風(fēng)預(yù)報技術(shù)支持系統(tǒng)，包括臺風(fēng)歷史資料庫、實時資料庫的建立，臺風(fēng)路徑、強度及風(fēng)雨影響程度的預(yù)測技術(shù)方法的研制等等，不斷提高臺風(fēng)預(yù)報水平。

4.1.4建設(shè)具有現(xiàn)代化水平的短期氣候預(yù)測和氣候變化預(yù)估及其影響評估業(yè)務(wù)體系

短期氣候預(yù)測業(yè)務(wù)。研制建立月、季、年短期氣候預(yù)測和干旱、洪澇（暴雨）、臺風(fēng)、冷害等重大氣候災(zāi)害的客觀預(yù)測方法，重點發(fā)展以物理統(tǒng)計和動力數(shù)值模式產(chǎn)品釋用技術(shù)方法，提高預(yù)測水平，并進行滾動訂正。

氣候變化預(yù)估及其影響評估業(yè)務(wù)。應(yīng)用我國研制和發(fā)展的氣候系統(tǒng)模式的預(yù)測產(chǎn)品，研究我省未來50年的氣候變化趨勢，對社會經(jīng)濟敏感領(lǐng)域和區(qū)域影響進行預(yù)估。引用我國研制和發(fā)展的氣候變化影響評估模式系統(tǒng)，研制開發(fā)適合我省的氣候變化影響評估模式系統(tǒng)，建立旱澇、臺風(fēng)、冷熱害等重大氣候災(zāi)害和氣候年景的客觀評估方法。為我省國民經(jīng)濟布局、大型工程項目、區(qū)域開發(fā)、環(huán)境保護政策的制定、生態(tài)建設(shè)等重大決策提供科學(xué)咨詢。與此同時，做好以氣候資源、氣候災(zāi)害評估、氣候安全等為主要內(nèi)容的氣候變化影響評估工作。

4.2 保障措施

4.2.1著力培養(yǎng)新型的天氣預(yù)報專家

隨著數(shù)值預(yù)報水平的逐漸提高，其在天氣預(yù)報中的作用將越來越大。然而，觀測誤差、模式誤差和大氣系統(tǒng)的非線性特性，以及地形及陸面狀況各有特點，數(shù)值預(yù)報不可能絕對地預(yù)報準確，所以預(yù)報員永遠是天氣預(yù)報的主體。在新的預(yù)報技術(shù)條件下，提高預(yù)報技能要堅持走以研究總結(jié)為支撐、不斷在業(yè)務(wù)實踐中積累新型預(yù)報經(jīng)驗的道路。預(yù)報員既要隨時跟蹤了解對數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品定期的統(tǒng)計檢驗結(jié)果，更要通過在實際預(yù)報工作中加強應(yīng)用經(jīng)驗積累和不斷進行總結(jié)提煉，以把握各種數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的性能，積累數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品釋用經(jīng)驗。通過對不同類型、不同地域天氣的深入研究，加強對不同天氣發(fā)生發(fā)展物理規(guī)律的認識，從而提高數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的應(yīng)用能力，減少盲目性、增強針對性，要把預(yù)報員培養(yǎng)成為能對數(shù)值預(yù)報結(jié)果進行正確修正的新型天氣預(yù)報專家，成為能在不斷實踐中總結(jié)提煉科學(xué)問題、進行科學(xué)研究、提高對大氣運動規(guī)律的新認識的預(yù)報科學(xué)家。

4.2.2大力推進氣象科技創(chuàng)新

要加強對預(yù)報員的新技術(shù)、新方法、新產(chǎn)品的應(yīng)用培訓(xùn)，加強預(yù)報員的技術(shù)總結(jié)和經(jīng)驗交流，加強省、市預(yù)報員骨干到高一層次預(yù)報中心短期工作訓(xùn)練。立足我省實際，從適應(yīng)建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)的戰(zhàn)略需求出發(fā)，依托福建省中尺度災(zāi)害性天氣預(yù)警系統(tǒng)、福建沿海和臺灣海峽氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)等重點項目建設(shè)，吸收消化國內(nèi)外最新科技研究成果和技術(shù)，以福建天氣、氣候科技研究為重點，建設(shè)海洋氣象、天氣雷達產(chǎn)品應(yīng)用等具有福建區(qū)域特色的氣象科技創(chuàng)新平臺，提高我省氣象科技創(chuàng)新能力。

加強科研與業(yè)務(wù)相結(jié)合，實現(xiàn)氣象科技創(chuàng)新主體與氣象業(yè)務(wù)技術(shù)的良性互動。建立并完善科研成果轉(zhuǎn)化的業(yè)務(wù)檢驗、業(yè)務(wù)準入機制，強化科研成果的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，保證科研成果業(yè)務(wù)應(yīng)用的有效性和科學(xué)性。進一步創(chuàng)新氣象預(yù)報與信息服務(wù)產(chǎn)品種類、形式和服務(wù)方式，提高預(yù)報精度、時效與服務(wù)質(zhì)量。

4.2.3大力加強預(yù)報員隊伍建設(shè)

建立科學(xué)合理的選人、用人標(biāo)準，積極引進具有一定學(xué)歷和較高綜合素質(zhì)的人才充實到預(yù)報員隊伍。建立有利于預(yù)報員隊伍穩(wěn)定及在預(yù)報崗位上發(fā)揮才能的良好機制，保證預(yù)報員安心致力于預(yù)報業(yè)務(wù)工作，避免優(yōu)秀預(yù)報人員的流失。加強預(yù)報員崗位交流，組織預(yù)報員到先進國家的預(yù)報業(yè)務(wù)機構(gòu)學(xué)習(xí)進修，促進國家級與省級、省級與地市級預(yù)報員的交流，促進預(yù)報員綜合素質(zhì)的提高。

4.2.4加強國際國內(nèi)合作，突出閩臺氣象科技交流

適應(yīng)世界科技快速發(fā)展和經(jīng)濟全球化的趨勢，針對建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)的戰(zhàn)略定位，瞄準氣象科技發(fā)展的方向，整體提升氣象國際國內(nèi)合作能力，加強國際國內(nèi)特別是與臺灣地區(qū)的合作與交流。制定有利于國內(nèi)外合作與交流的政策和計劃，積極派員參加國際氣象科技及相關(guān)學(xué)術(shù)交流和培訓(xùn)，發(fā)展雙邊氣象科技合作。深入開展閩臺氣象科技交流，積極推動氣象實時資料共享，建立閩臺氣象科技研究計劃。

課題組成員：

1、林新彬，福建省氣象局副局長，高工。

2、劉愛鳴，福建省氣象臺副臺長，正研級高工。

3、許金鏡，福建省氣候中心總工程師，正研級高工。

4、池艷珍，福建省氣候中心短期氣候預(yù)測科科長，高工。

* 第一執(zhí)筆人：林新彬，福建省氣象局副局長，福建省氣象學(xué)會副理事長，福建省科協(xié)第七屆委員會常委，高級工程師。