2007-2011年公益性行业(气象)科研专项立项项目

4
项目编号
项目名称
负责人
主持单位
主要研究内容
以当前国际算法为基点，针对存在问题, 结合多卫星观测特点，着重发展多传感器 对冰冻圈各参数（包括积雪、冰川、冻土、湖冰）的自动化综合定量反演技术并进行地 面验证。解决目前单一传感器参数反演的缺陷。在较短时期内创建一个针对冰冻圈变量 的卫星数据反演监测系统框架，为冰冻圈的科学研究提供较为可靠的观测资料，并向长 期监测、业务化运行转化。同时，进一步扩展对冰冻圈其他变量的监测能力以及不断提 高对冰冻圈变量的监测精度。 采用固定和流动观测相结合、地基和空基观测相结合的方式，进行上海地区主要大 气成分（地面臭氧、臭氧前体物、气溶胶等）综合观测以及遥感反演技术研究，开展上 海地区主要大气成分监测； 开展地面臭氧与光化学污染的研究及控制和城市气溶胶监测 分析与研究；建立长三角区域-上海城市的多尺度主要大气成分数值预报技术以及不同 天气形势下世博会高污染应急预警技术，开展主要大气成分对健康评估研究。 针对主要影响我国的登陆台风等高影响天气过程，借鉴 THORPEX 观测理念，在东海 和南海实施海上的机载下投式探空仪观测，同时在广东、福建、浙江和上海实施地基可 移式设备（雷达、风廓线仪、GPS 探空）特种观测和业务探空加密观测，获取综合外场 试验资料；通过台风目标观测敏感区理论研究，初步建立机载下投式探空和地基移动观 测的观测和指挥方法；在 GRAPES 模式基础上，建立机载下投式探空仪和雷达资料同化 系统，分析这些非常规资料同化对我国台风过程预报影响的效果；并开展台风风雨中尺 度结构及其变化的相关研究。 1）雷击火发生发展的气象条件与模拟研究。建立雷击火点燃概率、生存概率和到 达概率模型，发展雷击火预测指标与雷击火发生发展预测模型；2）耦合生态系统动态 的森林雷击火预报模型研究。 与天气条件以及雷击火源相结合， 预测林火发生的可能性， 利用已有资料验证模型；3）森林雷击火等级划分与指标体系。结合建立的耦合生态系 统动态的森林雷击火预报模型与 《全国森林火险天气等级》 进行森林雷击火等级划分， ， 并建立定量划分指标；4）耦合生态系统动态的林火影响评估模型与对策研究；5）森林 雷击火预报评估业务系统研制。
王迎春
中国气象局北 京城市气象研 究所
1
项目编号
项目名称
负责人
主持单位
主要研究内容
（1）多圈层协同观测与数据集的建立。包括：东亚区域陆面参数集成分析与同化； 全球海洋资料同化系统的改进；大气成分观测资料的集成分析与同化处理；多源卫星遥 感资料的开发与数据集的建立；东亚气候观测资料集及其存储分发系统的建立。（2） 多时间尺度气候变化模态及其预测研究。包括：东亚副热带季风变异及其对我国旱涝影 响机理；中高纬度气候变化对我国季节-年际气候变化的影响机理和预测研究。（3）气 候模式物理过程改进与气候关键区观测优化研究。 在研究和分析建立自主空间天气应急服务系统流程和方案的基础上， 结合我国现有 的各类自主空间天气数据及其空间天气研究和业务基础， 提出基于自主观测资料构建空 间天气应急服务系统的关键技术，并建立针对风云卫星空间天气数据、GPS-TEC 数据、 地面宇宙线数据的空间天气应急服务系统关键技术演示验证初级软件系统。 提出在现有 技术能力的基础上可行的解决和应对措施， 提供建立国家级空间天气灾害的应对和服务 策略支持。 1）高分辨率农业气候要素模型研究。建立千米网格的光能、热量、降水、蒸散等 气候资源的时空分布模型，实现农业气候资源数据的精细化、定量化、格点化；2）农 业气候区划技术、方法与指标体系研究；3）根据新的农业气候要素特征，科学制定精 细化农业气候区划方案，以典型地区的大宗农作物与特色农产品及牧业为案例，实现精 细化农业气候区划；4）精细化农业气候区划产品的共享发布与服务系统平台开发，最 终实现区划产品多种形式的社会化共享服务；5）基于组件式 GIS 的精细化农业气候区 划产品制作平台研制，提升气象行业为社会主义新农村建设的服务能力。 1）冰雪无人区地面监测要素的获取和分析；2）多源卫星数据（气象卫星、资源卫 星、雷达卫星等）融合技术在冰雪监测中的应用研究，建立天－地－空三维立体式的冰 雪监测框架；3）干旱内陆区冰雪资源动态监测指标体系研究。针对不同典型区域，建 立冰雪资源动态监测指标体系，从而实现对冰雪水资源变化的动态监测；4）利用获取 的冰雪、气候与环境信息，建立基于多源数据的区域冰雪—水文—气候模式模拟和预测 系统；5）干旱内陆区冰雪资源前景评估。分析评估干旱内陆区冰雪资源在北半球气候 变化背景下的区域响应特征与可持续利用前景。
附件 2
2007-2011 年公益性行业（气象）科研专项立项项目 公益性行业（气象）科研专项立项项目 专项立项
表 1：2007 年项目 ：
项目编号 项目名称 负责人
矫梅燕
主持单位
国家气象中心
主要研究内容
全球集合预报初值扰动技术应用研究；基于 TIGGE 资料的预报不确定性研究；面向 TIGGE 的多中心集合预报集成技术与应用研究；基于 TIGGE 的区域集合预报技术与方法 研究；集合预报在气象水文风险预报中的应用研究，以及从 TIGGE 产品到最终用户的交 互式原型预报系统的可行性研究。 1）相控阵雷达关键技术研究和样机研发。在现有军用相控阵雷达基础上，开展相 控阵天气雷达关键技术研究、相控阵雷达硬件系统和资料分析软件系统研制、测试方法 等研究；2）相控阵天气雷达探测能力分析和评估。利用项目研制的相控阵天气雷达和 新一代天气雷达等探测技术一起开展外场试验，进行相控阵天气雷达业务试运行试验， 通过相控阵雷达工作情况和资料对比分析结果，评估相控阵天气雷达探测能力。 1）气候观测综合计量检定系统的研究。以自动气象站和电子探空仪的检定、试验 为应用对象，通过对相关技术研究，形成一套气压、温度、湿度及太阳辐射四参数综合 控制的业务试验系统；2）自动气象站及探空仪观测数据质量保证方案（计量学）研究。 以计量学的角度，从理论和数据研究入手，结合气候观测综合计量检定系统的应用，确 定自动气象站和探空仪观测性能的影响因素和影响程度， 提出自动气象站及探空仪观测 数据质量保证方案（计量学）。 1）建立京津冀强对流天气发生发展概念模型；2）结合雷达和气象卫星资，通过模 糊逻辑技术，建立 0～2 小时雷暴自动临近预报系统；3）基于局地资料快速同化更新循 环预报系统（WRF-RUC）的输出，结合实况资料，建立 2～12 小时强对流天气潜势预报 方法；4）基于已有的局地资料快速同化更新循环预报系统，以数字滤波初始化方法为 基础发展适用于高分辨率快速分析系统的非气象噪音过滤方法， 确保快速分析循环产品 的动力学协调性，改进高时空分辨率 RUC 系统对强对流系统发生背景的预报能力。
魏文寿
中国气象局乌 鲁木齐沙漠气 象研究所
2
项目编号
项目名称
负责人
主持单位
主要研究内容
1）多源卫星探测数据时空匹配方法、大气温湿廓线和大气成分反演方法、气溶胶、 云、降水和辐射收支研究和地气界面参数反演算法研究；2）数值天气预报模式中卫星 遥感数据质量控制技术和同化方法研究。包括：卫星资料的处理、质量控制与监测；观 测算子的改进和优化；卫星资料在台风数值预报中的同化应用；3）卫星陆面数据信息 产品及其同化技术支撑平台（陆面过程模型、辐射传输模型、陆面同化系统）；4）旱 情参数反演及预警模型开发、 火情参数反演及预警模型开发和灾害监测业务系统集成体 系研究。 1）揭示东亚对流层温度年代际和年际变化的基本事实；2）阐明对流层中上层变冷 影响我国降水异常的机理，区分其在年代际和年际尺度上的不同作用；3）围绕热带海 洋年际和年代际变化对东亚气候的影响、 NAO 相关联的平流层风场变化对东亚气候的 与 影响，开展大规模集合模拟试验，理解东亚对流层温度年代际和年际变化的成因；4） 围绕人为气溶胶排放对东亚气候的影响，开展大规模集合模拟试验，区分年代际自然变 率和人为气溶胶排放影响东亚气候特征的异同点；5）前期 NAO 变化、东亚对流层中上 层温度变化等新的预报因子在短期气候预测业务中的实际应用方法研究。 应急移动气象服务系统由车载自动观测系统的集成和开发、 车载通信系统的集成和 开发、现场信息服务分系统的集成和开发三大部分组成，车载移动自动观测系统的作用 是在突发灾害事件现场进行多要素应急加密跟踪观测、对观测数据进行标准化处理，并 及时上传给气象部门；车载应急移动通信系统的作用是实现灾害现场与气象通信网、互 联网、公共电话网的快速联网，支持数据、视频、话音等多媒体现场信息传输，系统可 根据当地卫星覆盖情况，选择采用 Ku 或 C 波段卫星进行应急通信；车载现场信息服务 系统的作用是实现现场与中央台、省台和地市台的天气会商和快速数据资料传输，为相 关政府部门提供应急气象服务。 1）AREM 中尺度数值预报模式资料同化技术研究。其中包括基于 LAPS 系统的资料 同化系统、 基于 AREM 模式的快速更新循环系统、 AREM 模式四维变分同化系统等的研究； 2）引入新的参数化方案，并利用卫星、雷达、闪电仪、地面辐射计、边界层观测仪等 获取的各类观测资料，与模式大气进行对比试验，对引入的新的参数化方案进行评估检 验，以期改进模式的预报性能；3）AREM 中尺度数值预报模式集合预报技术研究。开展 初始模形成方法的研究、初始扰动孵化循环系统的研究、基于初值扰动的短期集合预报 试验。
万齐林
卫星遥感数据在台 GYHY200706015 风 数 值 预 报 中 的 同 化应用研究
王斌
风廓线雷达探测关 GYHY200706016 键 技 术 标 准 体 系 研 究
马舒庆
GYHY200706017
GPS 高空气候探测技 术和设备
李吉明
中国科学院地 （1）太阳活动综合预报关键技术研究；（2）近地空间天气监测数据应用；（3） 质与地球物理 基于自主观测的中国电离层多参量模式研究；（4）基于自主观测的中高层大气资料与 研究所 模式研究；（5）地磁场扰动的监测、诊断和预警研究与建模。 1）组织适当规模的科学观测试验，分析获取致灾雷电产生的动力条件、电场、电 荷特征，以及雷暴云降水粒子的物理（谱分布）特征和化学特征；2）分析城市群—海 中国气象局广 岸带复合体的致灾雷电发生与城市群热岛效应、城市气溶胶和海陆风环流的关系，形成 州热带海洋气 对珠三角城市群—海岸带复合体雷电灾害预警有支撑作用的技术成果；3）改进雷电预 象研究所 报数值模式的参数化方法，发展适合珠三角城市群—海岸带复合体的雷电数值预报系 统；4）建立珠三角城市群致灾雷电监测预警应用系统。 针对卫星遥感数据的特点，探索新的四维变分资料同化方法和理论，包括目标函数 梯度的快速算法、充分考虑各模式自由度之间误差相关关系的背景误差协方差矩阵（B 矩阵）的估算方案、以及在保持 B 矩阵稠密性的前提下巧妙回避高维矩阵求逆或高维稠 中科院大气物 密线性方程组求解的途径，从而建立起基于 AREM 预报模式的具有直接和间接同化卫星 理研究所 遥感数据能力的快速四维变分同化系统，并以此为基础，用 AREM 模式作为台风数值预 报模式，发展其初始化系统，充分利用卫星遥感数据，改善台风的初始涡旋结构，提高 台风数值预报的技巧。 目前已生产的风廓线雷达系统已经具备比较好的硬件结构和探测能力。 但是由于各 中国气象局大 生产厂家采用的风廓线雷达技术体制和方案不同，各自都有自身的特点，因此本项目通 气探测技术中 过对比、分析和试验研究，取长补短，综合先进的技术，形成切实可行的风廓线雷达软 心 硬件标准和测试定标标准。包括：1）完善信号处理标准；2）建立数据处理和质量控制 标准，完善数据产品标准；3）建立硬件设备标准；4）建立测试、定标标准。 1）减小热敏电阻辐射误差方法研究；2）湿敏电容安装设计与温度订正方法研究； 3）压敏电桥的温度补偿方法研究；4）智能转换器的改进，包括单片机和湿敏电容测量 电路、压敏电桥的温度补偿电路的更新；5）数字发射机的研制和数字接收机的研制， 上海长望公司 点频收发系统已广泛用于通信领域，应该将其引用到高空气象探测领域，提高系统传输 可靠性和使用方便性；6）优化处理软件的设计，最终实现无人工修改完成一次探测任 务。