2024年氣象學培訓資料

2024年氣象學培訓資料匯報人：XX2024-01-07氣象學基礎知識氣象觀測技術與方法天氣預報原理與實踐氣候資源開發(fā)利用與保護農(nóng)業(yè)氣象服務與災害防御城市氣象服務與生態(tài)文明建設contents目錄01氣象學基礎知識大氣主要由氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳等氣體組成，其中氮氣和氧氣占大氣總量的99%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構

氣象要素及觀測氣象要素包括氣溫、氣壓、濕度、風、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、雷達探測等手段，對氣象要素進行長期、連續(xù)、系統(tǒng)的觀測和記錄。氣象資料處理對觀測資料進行質量控制、數(shù)據(jù)同化、統(tǒng)計分析等處理，以提取有用信息并應用于天氣預報和氣候研究。天氣現(xiàn)象包括降水（雨、雪、霧凇等）、風（大風、龍卷風等）、雷電、冰雹等，是由大氣中物理和化學過程所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象。天氣系統(tǒng)指影響天氣變化的大氣運動系統(tǒng)，如鋒面系統(tǒng)、氣旋與反氣旋、臺風與颶風等。天氣預報根據(jù)氣象觀測資料、數(shù)值預報產(chǎn)品和預報員經(jīng)驗等綜合分析，對未來一段時間內的天氣狀況進行預測和預報。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和人類活動引起的氣候變化。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排放大量溫室氣體導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、提高生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力等途徑，減緩全球變暖并適應氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。應對氣候變化氣候變化與全球變暖02氣象觀測技術與方法根據(jù)地形、氣候等因素合理布局，確保站點覆蓋廣泛，數(shù)據(jù)具有代表性。觀測站網(wǎng)布局觀測設備數(shù)據(jù)傳輸與處理包括自動氣象站、雷達、風廓線儀等，用于采集溫度、濕度、風速、風向、降水等氣象要素。通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸，利用計算機進行數(shù)據(jù)處理和分析。030201地面觀測站網(wǎng)布局與設備利用氣象衛(wèi)星獲取大氣、地表和海洋等地球系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)全球范圍的氣象觀測。衛(wèi)星遙感利用無人機搭載傳感器進行氣象觀測，具有靈活、高效、低成本等優(yōu)點。無人機遙感包括激光雷達、微波輻射計等，可用于探測大氣成分、云和降水等。其他遙感技術遙感技術在氣象觀測中應用對原始觀測數(shù)據(jù)進行清洗、整理和標準化處理，以便后續(xù)分析。數(shù)據(jù)預處理采用統(tǒng)計檢驗、一致性檢驗等方法對數(shù)據(jù)質量進行評估和控制，確保數(shù)據(jù)準確性和可靠性。質量控制方法將不同來源、不同精度的數(shù)據(jù)進行融合處理，提高數(shù)據(jù)質量和預報精度。數(shù)據(jù)同化技術數(shù)據(jù)處理與質量控制方法多源數(shù)據(jù)融合技術將地面觀測、遙感觀測、數(shù)值預報等多源數(shù)據(jù)進行融合分析，提高氣象預報和服務能力。高分辨率觀測技術發(fā)展高分辨率的氣象觀測技術，提高對小尺度天氣系統(tǒng)和極端天氣的監(jiān)測和預警能力。智能觀測技術利用人工智能、機器學習等技術實現(xiàn)自動化、智能化的氣象觀測和數(shù)據(jù)處理。新一代觀測技術展望03天氣預報原理與實踐研究大氣運動的基本規(guī)律，包括大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、氣團和鋒等概念。天氣學原理基于天氣圖、衛(wèi)星云圖、雷達回波等資料，運用外推法、趨勢法、物理統(tǒng)計法等手段進行天氣預報。預報方法天氣預報基本原理和方法論述介紹全球和區(qū)域數(shù)值預報模式的發(fā)展，如WRF、ECMWF等模式的原理和應用。闡述數(shù)據(jù)同化的基本概念、方法和在數(shù)值預報中的應用，如3D-Var、4D-Var等同化技術。數(shù)值天氣預報技術進展及應用數(shù)據(jù)同化技術數(shù)值預報模式短時預報技術講解短時預報的概念、方法和技術，如基于雷達、衛(wèi)星等資料的短時預報技術。臨近預報技術介紹臨近預報的原理和方法，如基于外推的臨近預報技術、基于機器學習的臨近預報技術等。短時臨近預報技術探討03人工智能技術應用闡述人工智能技術在天氣預報中的應用，如深度學習、神經(jīng)網(wǎng)絡等技術在天氣預報中的實踐和挑戰(zhàn)。01多源資料融合探討如何融合地面、高空、衛(wèi)星、雷達等多源觀測資料，提高天氣預報的初始場質量。02數(shù)值模式改進研究如何改進數(shù)值預報模式的物理過程參數(shù)化方案，提高模式的預報性能。提高天氣預報準確率途徑04氣候資源開發(fā)利用與保護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，對太陽能資源進行評估和預測。太陽能資源評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，可廣泛應用于家庭、工業(yè)和城市等領域。太陽能利用技術隨著技術的不斷進步和成本的降低，太陽能利用前景廣闊，未來將成為全球能源結構的重要組成部分。太陽能利用前景太陽能資源評估及利用前景風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。風能資源分布風能資源評估方法風能開發(fā)利用技術風能開發(fā)利用策略通過氣象觀測、數(shù)值模擬和地理信息系統(tǒng)等技術手段，對風能資源進行評估和預測。包括風力發(fā)電、風力提水、風力致熱等技術，可廣泛應用于能源、農(nóng)業(yè)、交通等領域。針對不同地區(qū)的風能資源特點，制定科學合理的開發(fā)利用策略，包括選址、布局、并網(wǎng)等方面。風能資源評估及開發(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)值模擬等技術手段，對水資源進行評估和預測。水資源評估方法包括節(jié)約用水、水資源調配、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水資源保護意識，減少污染和浪費，促進水資源的可持續(xù)利用。水資源保護水資源評估及合理利用措施包括暴雨、洪澇、干旱、臺風等極端天氣事件，對人類社會和自然環(huán)境造成嚴重影響。極端天氣事件類型建立完善的極端天氣事件預警和應對機制，提高應急響應能力，減少災害損失。極端天氣事件預警和應對氣候變化導致極端天氣事件頻率和強度增加，需要采取更加有效的應對措施。氣候變化對極端天氣事件的影響加強國際合作，共同應對極端天氣事件挑戰(zhàn)，促進全球氣候治理和可持續(xù)發(fā)展。國際合作與共同應對應對極端天氣事件挑戰(zhàn)05農(nóng)業(yè)氣象服務與災害防御農(nóng)業(yè)氣象預報預警服務開展針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的精細化氣象預報預警服務，提高服務時效性和準確性。農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)利用加強農(nóng)業(yè)氣候資源調查和評估，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結構調整提供科學依據(jù)。農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)建設完善農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)布局，提高觀測自動化和智能化水平，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的精細化監(jiān)測。農(nóng)業(yè)氣象服務體系建設進展123利用衛(wèi)星遙感、地面觀測、無人機等多種手段，實現(xiàn)對暴雨、洪澇、干旱、臺風等災害性天氣的實時監(jiān)測。災害性天氣監(jiān)測技術基于數(shù)值預報模式和多源觀測數(shù)據(jù)融合分析，開展災害性天氣預警技術研究，提高預警準確性和時效性。災害性天氣預警技術建立農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估模型，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能遭受的氣象災害風險進行定量評估。農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估農(nóng)業(yè)災害性天氣監(jiān)測預警技術分析氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、種植結構、生產(chǎn)方式等方面的影響，提出應對策略。氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響研究推廣耐候作物品種選育、節(jié)水灌溉、保護性耕作等適應氣候變化技術，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應對氣候變化能力。農(nóng)業(yè)適應氣候變化技術探討農(nóng)業(yè)領域溫室氣體減排技術和政策措施，促進農(nóng)業(yè)低碳綠色發(fā)展。農(nóng)業(yè)溫室氣體減排農(nóng)業(yè)適應氣候變化策略探討完善農(nóng)業(yè)防災減災體系01建立健全農(nóng)業(yè)防災減災組織體系、預案體系和應急響應機制，提高農(nóng)業(yè)抗災能力。加強農(nóng)業(yè)基礎設施建設02加強農(nóng)田水利、農(nóng)業(yè)機械化等基礎設施建設，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御自然災害的能力。推廣農(nóng)業(yè)科技成果轉化應用03加大農(nóng)業(yè)科技成果轉化應用力度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技含量和防災減災能力。提高農(nóng)業(yè)抗災能力途徑06城市氣象服務與生態(tài)文明建設觀測網(wǎng)絡覆蓋建成高時空分辨率的城市氣象觀測網(wǎng)絡，實現(xiàn)對城市氣象要素的全面、準確、實時觀測。預警預報能力提升通過引進先進的氣象預報技術和方法，提高城市氣象預警預報的準確性和時效性。服務產(chǎn)品多樣化針對不同行業(yè)和用戶需求，開發(fā)多樣化的城市氣象服務產(chǎn)品，如城市環(huán)境氣象、交通氣象、能源氣象等。城市氣象服務體系建設成果展示城市內澇成因及影響分析城市內澇的成因，包括氣候變化、城市化進程中的下墊面改變等，并探討其對城市交通、環(huán)境等方面的影響。高溫天氣對城市的影響闡述高溫天氣對城市能源供應、人體健康、生態(tài)環(huán)境等方面的影響，并提出相應的應對措施。熱點問題解決方案針對城市內澇、高溫等熱點問題，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等。城市內澇、高溫等熱點問題解析生態(tài)氣象監(jiān)測與評估開展城市生態(tài)氣象監(jiān)測與評估工作，為生態(tài)文明建設提供科學依據(jù)。氣候資源開發(fā)利用充分挖掘氣候資源潛力，推動清潔能源、綠色建筑等領域的發(fā)展。應對氣候變化積極參與全球氣候治理，推動城