20XX/XX/XX氣象科學(xué)與天氣預(yù)報匯報人:XXXCONTENTS目錄01

氣象科學(xué)概述02

天氣預(yù)報發(fā)展歷程03

天氣預(yù)報基本原理04

天氣預(yù)報主要方法CONTENTS目錄05

氣象觀測與數(shù)據(jù)采集06

天氣預(yù)報產(chǎn)品與應(yīng)用07

天氣預(yù)報的挑戰(zhàn)與發(fā)展01氣象科學(xué)概述氣象學(xué)的定義與研究范疇

氣象學(xué)的定義氣象學(xué)是研究大氣中物理現(xiàn)象、化學(xué)過程和生物活動規(guī)律的科學(xué)，以及這些現(xiàn)象對地球表面和人類活動的影響。

氣象學(xué)的核心研究內(nèi)容包括氣象要素的觀測、氣象現(xiàn)象的解釋、氣象變化的預(yù)測和氣象災(zāi)害的預(yù)警，旨在揭示大氣狀態(tài)及演變規(guī)律。

主要分支學(xué)科氣象學(xué)分為天氣學(xué)、氣候?qū)W、大氣物理學(xué)、大氣化學(xué)、應(yīng)用氣象學(xué)（如農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、航空氣象學(xué)）等多個分支。

研究任務(wù)觀測和研究大氣現(xiàn)象，解釋其發(fā)生發(fā)展規(guī)律，分析和預(yù)測過去、現(xiàn)在及未來的天氣氣候，為國民經(jīng)濟(jì)和日常生活服務(wù)，并為人工影響天氣提供科學(xué)依據(jù)。大氣的組成與垂直結(jié)構(gòu)大氣的主要組成成分

大氣主要由氮氣（約78%）、氧氣（約21%）、氬氣（約0.93%）等氣體組成，此外還含有少量二氧化碳、水汽和其他微量氣體。其中，氮氣參與地球生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)，氧氣是生物呼吸所必需，二氧化碳則具有重要的溫室效應(yīng)。大氣層的垂直分層及特點

大氣層自下而上可分為對流層、平流層、中間層、熱層等。對流層是天氣現(xiàn)象主要發(fā)生區(qū)域，溫度隨高度升高而降低；平流層含有臭氧層，能吸收紫外線，溫度隨高度升高而升高；中間層溫度隨高度升高而降低；熱層空氣稀薄，溫度隨高度升高而急劇升高。各層大氣與人類活動的關(guān)系

對流層與人類生活關(guān)系最為密切，風(fēng)雨雷電等天氣現(xiàn)象均發(fā)生于此，其狀況直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸?shù)?。平流層的臭氧層保護(hù)地球生命免受過量紫外線傷害，也是航空飛行的主要區(qū)域。熱層對無線電通信有重要影響。氣象要素與能量傳遞過程

核心氣象要素及其觀測意義氣象要素包括氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速、云量云狀、降水量等，是描述大氣狀態(tài)的基本物理量。例如，氣壓變化是天氣系統(tǒng)移動的直接指示器，濕度高低決定降水可能性，這些要素通過地面觀測站、衛(wèi)星、雷達(dá)等手段實時采集，為天氣預(yù)報提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

大氣垂直分層與能量分布特征大氣層自下而上分為對流層、平流層、中間層、熱層等。對流層集中了約75%的大氣質(zhì)量和幾乎全部水汽，是天氣現(xiàn)象的主要發(fā)生層，其溫度隨高度升高而降低（平均遞減率6.5℃/km）；平流層因臭氧吸收紫外線，溫度隨高度升高而升高，氣流平穩(wěn)，利于高空飛行。

太陽輻射：大氣能量的根本來源太陽輻射是地球大氣運動的驅(qū)動力，其中約50%被地表吸收，轉(zhuǎn)化為熱能后通過長波輻射、感熱和潛熱通量加熱大氣。例如，赤道地區(qū)接收太陽輻射多，形成低氣壓帶，極地輻射少形成高氣壓帶，這種溫差引發(fā)大氣環(huán)流，推動全球熱量和水汽輸送。

大氣能量傳遞的主要方式大氣能量傳遞包括輻射、傳導(dǎo)、對流和潛熱交換。輻射是長波與短波輻射的能量傳遞；傳導(dǎo)通過分子碰撞實現(xiàn)，主要影響近地面薄層大氣；對流（如熱空氣上升、冷空氣下沉）是垂直方向能量輸送的主要形式；潛熱則通過水汽相變（蒸發(fā)吸熱、凝結(jié)放熱）釋放大量能量，是暴雨、臺風(fēng)等強天氣的重要能量來源。02天氣預(yù)報發(fā)展歷程古代天氣預(yù)報的智慧中國古代的氣象觀測與經(jīng)驗積累中國古代對天氣的觀測歷史悠久，三千年前的甲骨文中就有關(guān)于風(fēng)、云、虹、雨、雪、霜、霞、龍卷和雷暴等天氣實況的記錄。遠(yuǎn)在春秋時代，古人就定出仲春、仲夏、仲秋和仲冬等四個節(jié)氣，秦漢年間二十四節(jié)氣已完全確立，用于安排農(nóng)事生產(chǎn)。西方古代的氣象探索與理論奠基大約在公元前340年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德寫下了世界上最早的氣象學(xué)專著——《氣象通論》，書中闡述了風(fēng)、云、雨、雪、雷電等大氣現(xiàn)象的成因與分布，將先前的氣象學(xué)思想和經(jīng)驗進(jìn)行系統(tǒng)整理，奠定了古代氣象學(xué)的基礎(chǔ)，其權(quán)威主宰西方氣象學(xué)理論長達(dá)兩千年之久。古代預(yù)報方法與應(yīng)用古代天氣預(yù)報主要基于對天象、物象的長期觀測和經(jīng)驗總結(jié)，形成了大量天氣諺語。例如中國通過觀察動植物行為、云層變化等預(yù)測天氣，《田家五行》《農(nóng)政全書占候》等著作總結(jié)了群眾預(yù)報天氣的經(jīng)驗。這些預(yù)報主要服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、祭祀及軍事行動等活動，雖缺乏系統(tǒng)科學(xué)理論，但體現(xiàn)了古人對自然規(guī)律的初步探索。近代氣象觀測與預(yù)報起步氣象觀測儀器的發(fā)明與應(yīng)用1606年伽利略發(fā)明溫度計，1644年托里拆利發(fā)明氣壓計，17世紀(jì)末虎克等相繼發(fā)明濕度計、雨量器，標(biāo)志著氣象觀測從定性描述進(jìn)入定量測量階段。天氣圖預(yù)報方法的誕生1820年德國人布德蘭繪制首張地面天氣圖，1851年英國人霍華德完善天氣分析方法，通過追蹤氣壓系統(tǒng)移動預(yù)測天氣，開創(chuàng)近代天氣預(yù)報先河。國際氣象觀測網(wǎng)的雛形19世紀(jì)中葉隨著電報技術(shù)發(fā)展，歐洲建立首個國際氣象觀測網(wǎng)，1856年勒威耶推動建立覆蓋歐洲的氣象數(shù)據(jù)共享機制，為大范圍天氣系統(tǒng)分析奠定基礎(chǔ)。氣象科學(xué)理論體系初步形成17-19世紀(jì)，氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力等概念提出，1835年科利奧里提出風(fēng)偏轉(zhuǎn)理論，1857年白貝羅發(fā)現(xiàn)風(fēng)壓關(guān)系，為天氣學(xué)理論發(fā)展提供物理基礎(chǔ)。現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)革新

數(shù)值預(yù)報模式的飛躍我國自主研發(fā)的CMA-GFSV4.0全球數(shù)值模式水平分辨率提升至12.5公里，北半球可用預(yù)報天數(shù)達(dá)8.1天，2024年發(fā)布的人工智能全球中短期預(yù)報系統(tǒng)"風(fēng)清"、臨近預(yù)報系統(tǒng)"風(fēng)雷"等顯著提升預(yù)報精度。

智能觀測網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建建成陸?？仗煲惑w化綜合氣象觀測系統(tǒng)，風(fēng)云衛(wèi)星服務(wù)全球133個國家和地區(qū)，智能數(shù)字預(yù)報系統(tǒng)中國區(qū)域產(chǎn)品精細(xì)到1公里、逐小時，X波段相控陣天氣雷達(dá)等設(shè)備提升中小尺度天氣監(jiān)測能力。

人工智能深度賦能人工智能技術(shù)應(yīng)用于氣象預(yù)報，如基于深度學(xué)習(xí)的氣象模式預(yù)測技術(shù)提高預(yù)報精度，智能網(wǎng)格天氣預(yù)報系統(tǒng)實現(xiàn)全國5公里、重點區(qū)域1公里空間分辨率，強對流天氣預(yù)警時間提前量達(dá)43分鐘。

無縫隙預(yù)報體系形成初步建成"無縫隙、全覆蓋"智慧數(shù)字氣象預(yù)報體系，可提前3至7天預(yù)報區(qū)域性暴雨、高溫、寒潮過程，提前15天預(yù)測全國性重大天氣過程，臺風(fēng)24小時平均路徑預(yù)報誤差最小至62公里。中國氣象科技發(fā)展成就

核心技術(shù)自主可控中國氣象局全球同化預(yù)報系統(tǒng)（CMA-GFS）V4.0投入業(yè)務(wù)運行，水平分辨率提升至12.5公里，北半球可用預(yù)報天數(shù)達(dá)8.1天。人工智能全球中短期預(yù)報系統(tǒng)"風(fēng)清"、臨近預(yù)報系統(tǒng)"風(fēng)雷"等相繼發(fā)布，實現(xiàn)從引進(jìn)吸收到自主研發(fā)的轉(zhuǎn)變。

觀測系統(tǒng)立體完善建成陸?？仗煲惑w化綜合氣象觀測系統(tǒng)，風(fēng)云衛(wèi)星服務(wù)全球133個國家和地區(qū)。智能網(wǎng)格天氣預(yù)報系統(tǒng)空間分辨率精細(xì)至全國5公里、重點區(qū)域1公里，強對流天氣預(yù)警時間提前量達(dá)43分鐘，臺風(fēng)24小時平均路徑預(yù)報誤差最小至62公里。

服務(wù)能力顯著提升氣象服務(wù)融入國民經(jīng)濟(jì)70余個行業(yè)大類，建成"無縫隙、全覆蓋"智慧數(shù)字氣象預(yù)報體系?？商崆?至7天預(yù)報區(qū)域性暴雨、高溫、寒潮過程，提前15天預(yù)測全國性重大天氣過程，為防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供有力支撐。

國際貢獻(xiàn)持續(xù)增強面向全球發(fā)布全民早期預(yù)警中國方案"媽祖（MAZU）"，風(fēng)云衛(wèi)星、北斗探空、天氣雷達(dá)等核心技術(shù)裝備實現(xiàn)高水平自立自強。深度參與全球氣象治理，氣象強國建設(shè)步伐堅定有力，國際影響力顯著提升。03天氣預(yù)報基本原理大氣運動規(guī)律與物理參數(shù)

大氣運動的驅(qū)動力大氣運動的主要驅(qū)動力包括太陽輻射、地球旋轉(zhuǎn)（地轉(zhuǎn)偏向力）和地表熱能輸送。太陽輻射導(dǎo)致地表受熱不均，產(chǎn)生氣壓差異，進(jìn)而引發(fā)空氣流動；地球自轉(zhuǎn)會使運動的空氣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成地轉(zhuǎn)偏向力；地表的海陸、地形差異則影響局部氣流運動。

大氣動力學(xué)基本原理大氣動力學(xué)基于牛頓運動定律、動量守恒定律和能量守恒定律，研究大氣的運動規(guī)律。通過分析大氣壓力場、溫度場和濕度場的分布與變化，可以推導(dǎo)出風(fēng)的生成、移動和強度變化等規(guī)律，是理解天氣系統(tǒng)演變的基礎(chǔ)。

大氣熱力學(xué)核心過程大氣熱力學(xué)研究大氣中熱量的傳遞和分布規(guī)律，核心過程包括太陽輻射的吸收與反射、地表與大氣的熱量交換（如傳導(dǎo)、對流、輻射）以及水汽相變（蒸發(fā)、凝結(jié)）伴隨的潛熱釋放。這些過程直接影響氣溫垂直分布、大氣穩(wěn)定度及云、雨等天氣現(xiàn)象的形成。

關(guān)鍵氣象物理參數(shù)天氣預(yù)報依賴的核心物理參數(shù)包括氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)向和風(fēng)速。氣溫反映大氣的冷熱程度，濕度影響降水可能性，氣壓分布決定風(fēng)場特征，風(fēng)向風(fēng)速則表征大氣運動狀態(tài)。這些參數(shù)通過全球氣象觀測網(wǎng)絡(luò)實時采集，為數(shù)值預(yù)報提供初始條件。大氣環(huán)流系統(tǒng)與天氣系統(tǒng)

大氣環(huán)流的定義與作用大氣環(huán)流是指大范圍的大氣運動狀態(tài)及其變化過程，是全球氣候形成和天氣演變的基本背景。它將熱量和水汽在不同緯度和海陸之間進(jìn)行輸送，對各地氣候和天氣變化產(chǎn)生決定性影響。

全球主要大氣環(huán)流系統(tǒng)包括赤道低氣壓帶、副熱帶高氣壓帶、中緯西風(fēng)帶、極地東風(fēng)帶等行星風(fēng)帶，以及季風(fēng)環(huán)流、西風(fēng)急流等。這些系統(tǒng)相互作用，形成了復(fù)雜的全球大氣運動格局。

天氣系統(tǒng)的基本概念天氣系統(tǒng)是指顯示大氣中天氣變化及其分布的獨立系統(tǒng)，是天氣現(xiàn)象的制造者和傳播者。常見的天氣系統(tǒng)包括高壓、低壓、槽、脊、鋒面（冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒）、熱帶氣旋等。

主要天氣系統(tǒng)及其天氣特征高壓系統(tǒng)（反氣旋）通常帶來晴朗天氣；低壓系統(tǒng)（氣旋）往往伴隨陰雨天氣；鋒面過境時多出現(xiàn)降水、大風(fēng)、溫度變化等天氣現(xiàn)象；熱帶氣旋（如臺風(fēng)）會帶來狂風(fēng)、暴雨和風(fēng)暴潮。天氣形勢與氣象要素預(yù)報天氣形勢預(yù)報的核心內(nèi)容天氣形勢預(yù)報是對高壓、低壓、槽脊、鋒面等天氣系統(tǒng)未來的移動路徑、強度變化（包括生成和消亡）進(jìn)行預(yù)測，是氣象要素預(yù)報的基礎(chǔ)。氣象要素預(yù)報的主要對象氣象要素預(yù)報主要包括對溫度、風(fēng)、云、霧和降水等氣象要素未來變化情況的推斷，結(jié)合天氣形勢預(yù)報結(jié)果及各地自然地理條件和氣象要素統(tǒng)計規(guī)律進(jìn)行。天氣形勢與氣象要素的關(guān)系天氣形勢決定天氣變化，天氣系統(tǒng)是天氣現(xiàn)象的制造者和傳播者。氣象要素預(yù)報需依據(jù)天氣形勢預(yù)報結(jié)果，結(jié)合天氣系統(tǒng)中天氣分布特點進(jìn)行。04天氣預(yù)報主要方法天氣圖預(yù)報方法天氣圖預(yù)報方法的核心依據(jù)天氣形勢決定天氣變化，通過分析天氣圖上高、低壓系統(tǒng)等天氣系統(tǒng)的位置、強度及其移動、生消變化，可推斷某地區(qū)未來天氣變化。天氣形勢預(yù)報的主要方法包括外推法（持續(xù)性法），即假定天氣系統(tǒng)未來移動和變化與起始時刻情況相同；經(jīng)驗預(yù)報規(guī)則，基于氣象員長期實踐總結(jié)；以及動力氣象學(xué)理論推論的規(guī)則。數(shù)值預(yù)報：機器制作天氣形勢預(yù)報將大氣運動物理過程概括為數(shù)學(xué)方程組，由電子計算機求解。需輸入起始時刻天氣圖資料，通過連續(xù)計算得出未來各時刻、地點和高度的氣象要素預(yù)報值，能抓住大尺度天氣系統(tǒng)活動。天氣形勢預(yù)報到具體天氣預(yù)報的過渡天氣形勢預(yù)報正確是基礎(chǔ)，但天氣形勢與天氣并非一一對應(yīng)。氣象員需結(jié)合本地區(qū)重要天氣檔案或類型，依據(jù)經(jīng)驗從天氣形勢推斷具體天氣預(yù)報。數(shù)值預(yù)報方法與模型

01數(shù)值預(yù)報的定義與核心原理數(shù)值預(yù)報是利用數(shù)學(xué)方程組描述大氣運動規(guī)律，通過計算機求解未來氣象要素變化的方法。其核心原理基于大氣動力學(xué)和熱力學(xué)定律，將大氣劃分為三維網(wǎng)格，輸入初始觀測數(shù)據(jù)后模擬大氣物理過程。

02數(shù)值預(yù)報的主要步驟包括氣象數(shù)據(jù)采集與同化（如衛(wèi)星、雷達(dá)、地面站數(shù)據(jù)）、建立數(shù)值模式方程組、超級計算機求解（如每10分鐘更新一次預(yù)報）、模式輸出結(jié)果釋用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

03我國自主數(shù)值預(yù)報模型發(fā)展中國氣象局全球同化預(yù)報系統(tǒng)（CMA-GFS）V4.0于2023年投入業(yè)務(wù)，水平分辨率達(dá)12.5公里，北半球可用預(yù)報天數(shù)8.1天；2024年發(fā)布人工智能全球中短期預(yù)報系統(tǒng)“風(fēng)清”及臨近預(yù)報系統(tǒng)“風(fēng)雷”，提升預(yù)報精度。

04數(shù)值預(yù)報的優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢在于客觀定量化，能捕捉大尺度天氣系統(tǒng)演變；局限性包括對中小尺度天氣（如強對流）預(yù)報能力不足，受初始觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量和模式簡化影響，預(yù)報時效越長誤差越大。統(tǒng)計預(yù)報與人工智能應(yīng)用01統(tǒng)計預(yù)報方法：歷史規(guī)律的挖掘統(tǒng)計預(yù)報方法通過對歷史氣象觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)氣象要素的變化規(guī)律或趨勢，如季節(jié)平均氣溫、月降水量變化趨勢等，為未來天氣預(yù)測提供依據(jù)。02人工智能賦能氣象預(yù)報人工智能技術(shù)，如深度學(xué)習(xí)，顯著提升了預(yù)報精度?；谏疃葘W(xué)習(xí)的氣象模式預(yù)測技術(shù)、全球中短期預(yù)報人工智能模型“風(fēng)清”等，正成為天氣預(yù)報的核心技術(shù)之一。03集成預(yù)報模式：多方法協(xié)同優(yōu)化集成預(yù)報模式結(jié)合多種預(yù)報方法和數(shù)據(jù)源，通過集成多個數(shù)值模式輸出結(jié)果與統(tǒng)計學(xué)預(yù)報結(jié)果，減少單一模式不確定性，提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確度。04提升預(yù)報效能的關(guān)鍵途徑利用人工智能處理海量氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)值模式與統(tǒng)計方法，持續(xù)優(yōu)化模型算法，是提升天氣預(yù)報準(zhǔn)確性和時效性的重要發(fā)展方向，助力實現(xiàn)“監(jiān)測精密、預(yù)報精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)”。集成預(yù)報與多方法融合集成預(yù)報的核心內(nèi)涵集成預(yù)報是通過綜合多種預(yù)報方法（如數(shù)值模式、統(tǒng)計模型、專家經(jīng)驗等）的輸出結(jié)果，利用加權(quán)平均、集合分析等技術(shù)，減少單一模式的不確定性，從而提升預(yù)報準(zhǔn)確率和可靠性的一種高級預(yù)報技術(shù)。多方法融合的技術(shù)路徑主要包括數(shù)值預(yù)報模式集合（如不同初始條件、物理過程參數(shù)化方案的集合）、統(tǒng)計方法與數(shù)值模式結(jié)合（如模式輸出統(tǒng)計訂正MOS）、以及人工智能技術(shù)在多源數(shù)據(jù)融合和預(yù)報結(jié)果集成中的應(yīng)用，如基于深度學(xué)習(xí)的多模式集成模型。融合預(yù)報的優(yōu)勢與應(yīng)用融合預(yù)報能夠有效綜合各單一方法的優(yōu)勢，例如數(shù)值模式的物理一致性、統(tǒng)計方法的歷史規(guī)律捕捉能力。我國智能數(shù)字預(yù)報系統(tǒng)已實現(xiàn)多方法融合，其中國區(qū)域產(chǎn)品精細(xì)到1公里、逐小時，顯著提高了暴雨、臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣的預(yù)報預(yù)警能力。05氣象觀測與數(shù)據(jù)采集地面氣象觀測系統(tǒng)

觀測站網(wǎng)布局與功能全國設(shè)立眾多地面觀測站，形成覆蓋廣泛的觀測網(wǎng)絡(luò)，實時采集氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量等基本氣象要素數(shù)據(jù)，為天氣預(yù)報、氣候分析和氣象服務(wù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

核心觀測儀器與技術(shù)配備溫度表、濕度計、氣壓計、風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速儀、雨量器等傳統(tǒng)觀測儀器，以及集成化、自動化的現(xiàn)代氣象觀測設(shè)備，實現(xiàn)對氣象要素的連續(xù)、精準(zhǔn)測量。

數(shù)據(jù)采集與傳輸流程觀測數(shù)據(jù)通過專線或網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至氣象數(shù)據(jù)中心，經(jīng)過質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化處理后，用于數(shù)值預(yù)報模式初始化、天氣圖繪制及各類氣象產(chǎn)品制作，確保數(shù)據(jù)的及時性和可用性。高空探測與遙感技術(shù)高空探測的早期嘗試與發(fā)展1748年，英國A·威爾遜等人開始用風(fēng)箏攜帶溫度表觀測低空溫度；1752年，美國科學(xué)家B.富蘭克林利用風(fēng)箏等工具探測雷暴云中的電荷性質(zhì)；1783年，法國J.A.C.查理首次用氫氣球攜帶儀器進(jìn)行高空氣象觀測，開啟了大氣垂直探測的新紀(jì)元。氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用我國中央氣象臺的衛(wèi)星云圖來自“風(fēng)云一號”等氣象衛(wèi)星，通過分析衛(wèi)星云圖能提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確率。截至2025年，風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星已發(fā)射17顆，實現(xiàn)對全球大氣、云、陸地表面和海洋的多要素、高精度、高時空分辨率觀測，服務(wù)全球133個國家和地區(qū)。雷達(dá)探測在氣象中的作用氣象雷達(dá)可探測降水情況、云層高度、風(fēng)暴強度及結(jié)構(gòu)等，為短時臨近預(yù)報提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。如增發(fā)國債項目建設(shè)的X波段相控陣天氣雷達(dá)，能精準(zhǔn)捕捉對流云體，為強對流天氣預(yù)警（提前量達(dá)43分鐘）和精細(xì)化預(yù)報提供技術(shù)支撐?，F(xiàn)代高空探測系統(tǒng)的構(gòu)成現(xiàn)代高空探測形成了由地面觀測站、探空氣球、氣象衛(wèi)星、天氣雷達(dá)、無人機等組成的綜合觀測體系。如大型無人機可穿越臺風(fēng)與高原進(jìn)行探測，北斗探空系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)獲取，這些技術(shù)共同構(gòu)成了“陸?？仗煲惑w化”綜合氣象觀測網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)值預(yù)報提供高質(zhì)量初始場數(shù)據(jù)。氣象衛(wèi)星與雷達(dá)應(yīng)用

氣象衛(wèi)星：全球監(jiān)測的“天眼”氣象衛(wèi)星通過遙感技術(shù)獲取全球大氣、云圖、地表溫度等數(shù)據(jù)，如我國風(fēng)云系列衛(wèi)星已服務(wù)全球133個國家和地區(qū)，顯著提升了天氣預(yù)報的時空覆蓋能力和準(zhǔn)確率。

天氣雷達(dá)：精準(zhǔn)捕捉降水系統(tǒng)天氣雷達(dá)能探測降水強度、分布及移動趨勢，如X波段相控陣天氣雷達(dá)可精準(zhǔn)監(jiān)測對流云體，為短時臨近預(yù)警提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，我國強對流天氣預(yù)警時間提前量已達(dá)43分鐘。

數(shù)據(jù)融合：提升預(yù)報精度的關(guān)鍵衛(wèi)星與雷達(dá)數(shù)據(jù)與地面觀測、數(shù)值模式結(jié)合，形成多源數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)。例如，風(fēng)云衛(wèi)星資料同化量占比超80%，為智能數(shù)字預(yù)報系統(tǒng)提供1公里精細(xì)化產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。

災(zāi)害監(jiān)測：早期預(yù)警的“利器”衛(wèi)星和雷達(dá)在臺風(fēng)、暴雨、洪澇等災(zāi)害監(jiān)測中發(fā)揮重要作用。如臺風(fēng)24小時路徑預(yù)報誤差最小至62公里，衛(wèi)星云圖分析能有效提高災(zāi)害性天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率。數(shù)據(jù)同化與處理技術(shù)

數(shù)據(jù)同化技術(shù)的定義與作用數(shù)據(jù)同化技術(shù)是將觀測數(shù)據(jù)與數(shù)值模式結(jié)合，通過數(shù)學(xué)方法優(yōu)化初始場，提高預(yù)報準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它能融合多源觀測數(shù)據(jù)，彌補觀測時空不足，為數(shù)值預(yù)報提供可靠初始條件。主要數(shù)據(jù)同化方法常見方法包括三維變分同化、四維變分同化和集合卡爾曼濾波。三維變分同化在固定時刻融合數(shù)據(jù)；四維變分同化考慮觀測數(shù)據(jù)隨時間的演變；集合卡爾曼濾波能處理非線性問題，估計預(yù)報誤差。多源觀測數(shù)據(jù)的融合處理融合地面觀測站、氣象衛(wèi)星、雷達(dá)等數(shù)據(jù)，如風(fēng)云衛(wèi)星資料同化量占比超80%。通過質(zhì)量控制、偏差訂正和時空插值，將不同分辨率、精度的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到數(shù)值模式網(wǎng)格中，形成完整的大氣狀態(tài)描述。數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展我國自主研發(fā)的同化系統(tǒng)已應(yīng)用于業(yè)務(wù)預(yù)報，如全球同化預(yù)報系統(tǒng)（CMA-GFS）。2025年，人工智能技術(shù)進(jìn)一步提升同化效率，實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)與模式的動態(tài)適配，為1公里精細(xì)網(wǎng)格預(yù)報提供支撐。06天氣預(yù)報產(chǎn)品與應(yīng)用預(yù)報時效分類與產(chǎn)品類型

預(yù)報時效的科學(xué)劃分天氣預(yù)報按時效長短分為短期（2～3天）、中期（4～9天）和長期（10～15天以上）。中國中央電視臺日常播放的主要是短期天氣預(yù)報，其準(zhǔn)確率通常較高；而中期和長期預(yù)報受大氣過程復(fù)雜性影響，準(zhǔn)確率隨預(yù)報時長增加而逐漸下降。

按范圍與服務(wù)對象的分類按預(yù)報范圍可分為區(qū)域天氣預(yù)報和局地天氣預(yù)報；按服務(wù)對象需求則有日常性的公眾天氣預(yù)報和專業(yè)天氣預(yù)報。專業(yè)預(yù)報針對農(nóng)業(yè)、交通、能源等特定行業(yè)，提供定制化的氣象要素信息，助力行業(yè)決策與風(fēng)險防范。

多樣化的預(yù)報產(chǎn)品類型常見預(yù)報產(chǎn)品包括常規(guī)要素預(yù)報（氣溫、濕度、風(fēng)向風(fēng)速、氣壓等）和災(zāi)害性天氣預(yù)警（臺風(fēng)、暴雨、寒潮等）。2024年我國發(fā)布的“風(fēng)清”人工智能全球中短期預(yù)報系統(tǒng)、“風(fēng)雷”臨近預(yù)報系統(tǒng)等，進(jìn)一步豐富了預(yù)報產(chǎn)品體系，提升了預(yù)報的精準(zhǔn)度和時效性。天氣預(yù)報常用術(shù)語解析晴天空無云或雖有零星云層，但云量不足天空面積1/10者稱為"晴"，有時天空中出現(xiàn)很薄的高云，但能透過陽光的也稱為"晴"。少云中、低云的云量占天空面積的1/10到3/10或高云云量占天空面積4/10到5/10的情況稱為"少云"。多云中、低云云量占天空面積4/10到7/10或高云云量占天空面積6/10到10/10的情況稱為"多云"。陰凡中、低云云量占天空面積8/10及以上者，陽光不能透過或很少透過云層則稱為"陰"。氣象服務(wù)在各行業(yè)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：提質(zhì)增效的保障氣象服務(wù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)的天氣預(yù)報、作物生長氣象指標(biāo)等，助力農(nóng)民合理安排農(nóng)事活動，如播種、灌溉、施肥和病蟲害防治，有效提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)成本。

交通運輸：安全順暢的基石針對公路、鐵路、航空、航海等不同交通方式，氣象服務(wù)提供專項預(yù)報預(yù)警，如大霧、暴雨、強風(fēng)、冰雪等對交通的影響，幫助交通管理部門和運營單位及時調(diào)整策略，保障交通運輸安全與順暢。

能源供應(yīng)：優(yōu)化調(diào)度的依據(jù)氣象服務(wù)為能源行業(yè)，特別是電力和新能源（如風(fēng)電、光伏）的生產(chǎn)、調(diào)度和規(guī)劃提供支持。通過預(yù)測氣溫、風(fēng)速、光照等氣象要素，優(yōu)化能源供需平衡，提高能源利用效率，保障能源供應(yīng)穩(wěn)定。

城市管理與公共安全：防災(zāi)減災(zāi)的屏障氣象服務(wù)在城市內(nèi)澇預(yù)警、高溫?zé)崂藨?yīng)對、空氣污染擴散預(yù)報等方面發(fā)揮重要作用，輔助城市管理者進(jìn)行科學(xué)決策，提升城市防災(zāi)減災(zāi)能力，保障公眾生命財產(chǎn)安全和正常生活秩序。07天氣預(yù)報的挑戰(zhàn)與發(fā)展預(yù)報準(zhǔn)確性影響因素分析

大氣系統(tǒng)的內(nèi)在復(fù)雜性大氣過程具有高度非線性和混沌特性，微小初始條件差異可能導(dǎo)致預(yù)報結(jié)果顯著偏差，這是天氣預(yù)報存在固有誤差的根本原因。

觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量與覆蓋度氣象觀測站密度不足（如海洋、高原等區(qū)域）、數(shù)據(jù)傳輸延遲或觀測儀器精度限制，會影響初始場的準(zhǔn)確性，進(jìn)而降低預(yù)報可靠性。

數(shù)值模式與計算能力限制數(shù)值預(yù)報模式對大氣物理過程的簡化處理、網(wǎng)格分辨率（如全球模式12.5公里網(wǎng)格難以捕捉中小尺度系統(tǒng)）及超級計算機計算能力，均會制約預(yù)報精度。

地形與下墊面特征影響復(fù)雜地形（如山脈、城市建筑群）和下墊面性質(zhì)（如海陸差異、植被覆蓋）會導(dǎo)致局地天氣變化劇烈，增加預(yù)報難度，例如山谷風(fēng)、城市熱島效應(yīng)等。

預(yù)報時效與極端天氣挑戰(zhàn)預(yù)報準(zhǔn)確率隨時效延長顯著下降，短期預(yù)報（2-3天）準(zhǔn)確率較高，長期預(yù)報（10天以上）不確定性增大；極端天氣事件（如強對流、突發(fā)暴雨）因其突發(fā)性和稀有性，預(yù)報難度極大。極端天氣事件應(yīng)對與預(yù)警

極端天氣事件的類型與危害極端天氣事件主要包括臺風(fēng)、暴雨、干旱、寒潮、雷電、冰雹等。這些事件可能導(dǎo)致人員傷亡、財產(chǎn)損失、基礎(chǔ)設(shè)施破壞，如2024年長江中下游地區(qū)的暴雨引發(fā)洪澇災(zāi)害，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

早期預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用我國已建立“無縫隙、全覆蓋”智慧數(shù)字氣象預(yù)報體系，強對流天氣預(yù)警時間提前量達(dá)到43分鐘，臺風(fēng)24小時平均路徑預(yù)報誤差最小至62公里。面向全球發(fā)布的全民早期預(yù)警中國方案“媽祖（MAZU）”，提升了國際社會應(yīng)對極端天氣的能力。

多部門協(xié)同防御機制氣象部門與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等多部門建立聯(lián)動機制。如與交通運輸部聯(lián)合建立“一路三方”