《气象现象解析》课件

气象现象解析探索大自然的神奇现象与科学原理，本课程将深入分析各种气象现象背后的物理机制、形成条件及其对人类社会的影响从常见的云雨雷电，到极端的台风龙卷风，我们将用科学的视角揭示这些自然奇观通过理解气象学基础知识，您将能够更好地预测、应对和适应各种天气变化，增强防灾减灾意识，提高生活质量让我们一起踏上这段探索大气奥秘的旅程目录气象学基础介绍气象学定义、研究对象、大气层结构、天气与气候区别等基本概念常见气象现象详解云雨雷电、雾霾、龙卷风、台风等气象现象的形成机制与特点气象观测与预报探讨气象观测方式、数据获取、预报原理与流程、预警信号等技术手段气象服务与应用分析气象与交通、农业、健康、城市管理等领域的紧密联系与服务价值气象学简介气象学定义气象的研究对象地球大气层结构气象学是研究地球大气中各种物理、化主要研究对象包括天气系统、气候变地球大气从下到上可分为对流层、平流学过程及其变化规律的科学它是地球化、大气环流、云和降水形成、大气辐层、中间层、热层和散逸层各层具有科学的重要分支，关注大气的组成、结射、大气化学组成等通过观测与数值不同的温度、压力特征和化学组成，共构、性质以及大气中发生的各种现象模拟相结合的方法，揭示大气变化规同构成保护地球生命的大气系统律大气层结构对流层（公里）0-15含地球大气质量，几乎所有天气现象在此发生温度随高度升高而降低，垂直混合强烈95%平流层（公里）15-50含臭氧层，吸收紫外线辐射温度随高度升高而升高，气流水平稳定，垂直交换弱中间层（公里）50-85温度再次随高度升高而降低，是大气中最冷的区域流星多在此层燃烧热层（公里）85-500温度急剧升高，可达以上空气极度稀薄，极光现象在1500°C此发生天气与气候的区别比较项天气气候定义某一地区短时间内大长期天气状况的统计气状态的综合表现特征和平均状态时间尺度分钟、小时、天、周月、季、年、十年、百年变化性多变且难以精确预测相对稳定，有季节性长期变化和周期性变化研究方法实时观测、数值预报长期数据统计分析、模型气候模式实例今天北京下雨，气温北京属温带季风气候，年均降水量25℃644mm气象要素概述气温大气的冷热程度，是最基本的气象要素通常以摄氏度（）表示，影响人体舒℃适度、农作物生长和能源消耗地表气温昼夜变化明显，是形成对流的主要驱动力气压单位面积上所受的大气压力，通常以百帕（）计量气压差是风形成的根本原hPa因，气压系统决定了大尺度天气过程标准大气压为

1013.25hPa湿度空气中水汽含量，常用相对湿度表示湿度影响人体感知温度、云和降水形成，以及能见度相对湿度达到时，空气达到饱和状态100%风空气水平运动，由风向和风速描述风是能量和水汽的重要传输媒介，影响温度分布、污染物扩散和航行安全气压与风风的成因气压变化原理风是由气压梯度力、地转偏向力和摩擦气压随高度增加而减小，平均每上升约力共同作用的结果在北半球，高空风米降低水平方向的气压差形成101hPa向偏右，形成顺时针环流；低空受摩擦气压梯度力，是风产生的直接原因影响，风会偏离等压线局地风系统风向与风力山谷风、海陆风等局地环流是小尺度气风向以风的来向表示，分为个方位16压系统作用的结果，昼夜交替变化，对风力按照蒲福风级划分为级，不同0-12局地气候有显著影响风力对自然环境和人类活动影响各异温度变化湿度与降水水汽蒸发地表水体受热蒸发，形成水汽进入大气相对湿度增加当空气中水汽接近饱和状态时冷却凝结温度降低使水汽凝结成微小水滴降水形成水滴增大至克服上升气流下落相对湿度是指空气中的水汽含量与同温度下饱和水汽含量的百分比，是评价空气干湿程度的重要指标当相对湿度达到时，空气中水汽达到饱和状态，此100%时若温度继续下降，多余水汽会凝结成水滴或冰晶饱和水汽压强烈依赖于温度，每升高，饱和水汽压约增加一倍这一特性解释了为什么暖空气可含有更多水汽，也是大气不稳定和对流云发展的重要条10℃件云的形成与分类低云（公里以下）2主要由水滴组成中云（公里）2-6层云灰色均匀云层•水滴和冰晶混合层积云灰色或灰白色云片•高层云灰白色纤维状云层积云浓密的云团，顶部呈圆形高云（公里）••6-13高积云白色或灰色片状云块雨层云灰色均匀，伴有降水••主要由冰晶组成垂直发展云•卷云纤维状、绒毛状从低空延伸至高空卷层云薄而透明的白色云层•积雨云巨大的垂直云团，顶部平•卷积云小块或小团白色云块展或形状，常伴强降水•anvil雨的形成机制凝结核作用空气中的尘埃、盐粒等微粒作为凝结核，吸附水汽形成微小水滴这些凝结核通常直径仅为微米，但对云滴形成至关重要

0.1-1碰并增长初始云滴通过碰撞与合并逐渐增大由于云滴大小不同，下落速度各异，大滴能捕获小滴这一过程对暖云（全部由水滴组成的云）降水尤为重要冰晶过程在足够冷的云中，水汽直接凝华成冰晶，或过冷水滴冻结成冰晶冰晶比水滴生长更快，是中高纬度地区降水的主要机制降落演变水滴或冰晶增长到足以克服上升气流，开始下落根据温度剖面，可能以雨、雪、冰雹等不同形式到达地面雾与霾雾的形成条件霾的成因与健康影响雾是悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶，使水平能见度低于霾是大量悬浮在空气中的微小固体颗粒物（如硫酸盐、硝酸盐、公里的现象根据形成机制可分为几种主要类型有机碳等），导致大气混浊，能见度降低的现象不同于雾，霾1的相对湿度通常低于80%辐射雾夜间地表辐射冷却，近地面空气达到饱和•霾的主要来源包括化石燃料燃烧排放、工业加工粉尘、机动车平流雾暖湿空气流过冷的下垫面•尾气排放、建筑施工扬尘等蒸发雾水体蒸发的水汽遇冷空气凝结••锋面雾暖锋降水蒸发增加湿度PM

2.5（直径小于

2.5微米的颗粒物）是霾的主要组成部分，能深入肺泡和血液循环，增加呼吸系统和心血管疾病风险雨雪冰雹雨的物理过程雪的形成过程雨滴形成主要依赖云中水滴的碰并增长过雪花形成需要云中温度低于，水汽直接0℃程当雨滴直径超过毫米时，空气阻力会在冰晶核上凝华雪花晶体形状受温度和过5使其变形或分裂不同类型的雨有不同特饱和度影响，呈现出六角对称结构但具有无点限变化的形态阵雨短时间强降水，多由积雨云产生当近地面气温高于时，雪花会融化成•0℃雨；当气温在附近时，可能出现雨夹连续性降雨持续时间长，强度较均匀0℃•雪湿雪容易粘附，易形成积雪灾害毛毛雨细小雨滴，多由层云产生•冰雹形成过程冰雹是强对流天气下形成的大块冰粒，直径通常在毫米以上形成条件包括5强烈上升气流（米秒）•20/丰富的过冷水滴供应•复杂的温度层结•冰雹在上升气流中多次上下循环，层层增厚，形成同心圆层状结构最大冰雹可达棒球大小，具有极强破坏力雷暴现象解析初始发展阶段雷暴始于强烈的对流活动，暖湿空气迅速上升形成积云随着云内温度梯度增大，水滴、冰晶等带电粒子之间发生剧烈碰撞摩擦，产生电荷分离典型的雷暴云高度可达公里，垂直跨越多个大气层10-15电荷分离与积累在雷暴云内，重的带负电冰雹向下沉降，轻的带正电冰晶上升最终形成云顶带正电、云底带负电的典型电荷结构当云内或云与地面之间电位差达到一定阈值（约万伏米），绝缘被击穿，形成闪电放电通300/道闪电与雷鸣形成闪电温度可达万，瞬间使周围空气急剧膨胀，产生强烈声波，即3℃雷鸣闪电分为云内闪电（占）和云地闪电每秒全球约有75%44次闪电发生，主要集中在赤道和低纬度地区我国雷暴日数从南到北逐渐减少，华南可达天以上80龙卷风450km/h2000m最大风速典型直径极端龙卷风内部风速可超过超音速客机巡航速度大多数龙卷风漏斗云直径在几十到几百米范围100hPa气压降幅龙卷风中心气压可急剧下降，造成建筑物爆炸效应龙卷风是一种小尺度但极具破坏力的天气系统，特征是一个漏斗状云柱从积雨云底部延伸至地面，内部伴随剧烈旋转上升气流形成条件包括强烈的垂直风切变、大气不稳定以及低层丰富水汽美国龙卷风走廊每年发生约次龙卷风，是全球高发区中国龙卷风主要分布在东部和南部沿海1200地区，年均发生约次根据破坏力，龙卷风按增强藤田等级（）分级，最强可造成整40-60EF0-EF5栋建筑物被摧毁飓风和台风热带扰动热带风暴初始阶段发展阶段海面温度高于最大风速米秒•26℃•17-32/低层辐合，高层辐散中心气压明显下降••弱热带低压形成开始有组织性环流••减弱消亡台风飓风/衰减阶段成熟阶段登陆后失去热源最大风速米秒••≥33/进入高纬度冷水区明显眼壁结构••遇到强垂直风切变强度达到峰值••台风命名与防灾台风命名规则台风防灾举措西北太平洋及南海台风命名始于年，由世界气象组织台风各级政府台风防御措施主要包括2000委员会个成员国提供的名字轮流使用每个成员国提供个1410建立分级预警机制从蓝色到红色四级预警•名字，共个，用完一轮后再从头开始140工程防御海堤、防波堤、防风林带建设•名字主要来源于星座、动物、植物、食物等如海葵（中应急转移组织沿海和危险区域人员撤离•国）、米娜（韩国）、海马（香港）等造成重大灾害的台渔船回港避风发布禁航令，组织渔船回港•风名字将被除名，如海燕、天鹅等物资储备防汛物资、救灾物资提前准备•年超强台风山竹来袭时，广东成功转移万人，有效减2018157轻了灾害损失近年来，我国台风预报准确率不断提高，小72时预报误差已降至公里121风暴潮风力作用强劲持续风使海水堆积向岸推进气压效应台风低气压中心使海平面抬升波浪增幅水深变浅导致波高增加，产生破坏性浪潮天文潮叠加若与天文大潮重合，灾害将更为严重风暴潮是在强风（尤其是热带气旋）作用下，海水异常升高的现象在沿海低洼地区，风暴潮比风力本身更具破坏性风暴潮高度可达数米，快速涌入陆地，造成广泛淹没和强烈冲击年台风引发的风暴潮导致浙江省损失惨重，死亡人数超过人年卡特里娜飓风引发的风暴潮导致美国新奥尔良的城市被淹随着海平面上197505031000200580%升，风暴潮灾害风险进一步增加，需加强海岸带防护和灾害预警系统建设沙尘暴源区分布形成条件影响与危害我国沙尘暴主要源于塔克拉玛干沙漠、巴沙尘暴形成需满足三个条件强风（地面沙尘暴导致能见度急剧下降，严重影响交丹吉林沙漠、腾格里沙漠、库布齐沙漠以风速通常超过米秒）、干燥松散的地通安全和航班运行浮尘颗粒可进入呼吸8/及蒙古国南部荒漠地区这些地区植被稀表、不稳定的大气层结冷空气南下过程道，加重哮喘等呼吸系统疾病同时，沙疏，表层土壤松散，易被风力搬运近年中，其锋面附近强烈的温度梯度和气压梯尘暴还会导致农作物受损、电力设施短来随着植被恢复和防沙治沙工程实施，沙度会产生大风，卷起地面沙尘春季是我路、太阳能电池板效率下降等一系列问尘暴频率有所下降国沙尘暴的高发季节，占全年发生次数的题防御措施包括及时发布预警信息，减以上少户外活动，加强呼吸道防护80%冷锋与暖锋冷锋结构与特征暖锋结构与特征冷锋是冷空气主动向暖空气区域推进形成的锋面由于冷空气密暖锋是暖空气主动向冷空气区域推进形成的锋面由于暖空气密度大，会楔入暖空气下方，迫使暖空气强烈抬升，形成狭窄带状度小，沿冷空气上方缓慢爬升，形成广阔的层状云系的对流云系暖锋过境典型天气变化冷锋过境典型天气变化锋前气压缓慢下降，低云，连续性降水•锋前气压下降，温度较高，南风•锋区降水减弱，能见度好转•锋区短时强降水，雷暴，大风•锋后气压稳定，温度回升，风向转变•锋后气压上升，温度降低，转北风•暖锋移动速度较慢，平均约公里小时，天气变化较为缓和20-30/冷锋移动速度较快，平均约公里小时，天气变化显著且迅和持续在地面天气图上用红色带半圆的线表示30-50/速在地面天气图上用蓝色带三角的线表示气团与锋面温室效应温室效应是指大气中的温室气体（二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物等）允许太阳短波辐射通过，但吸收地表发出的长波辐射，使得部分热量被捕获在大气中，导致地表温度升高的现象自工业革命以来，人类活动导致温室气体浓度显著上升，二氧化碳浓度从上升至当前的左右，增幅超过根据中国气象局数据，年，280ppm420ppm50%1951-2021中国年平均气温上升了年，高于全球平均水平温室效应加剧导致气候系统发生全面变化，表现为全球变暖、极端天气事件增多、海平面上升和生态系统改

0.26℃/10变极端高温天402022北京高温日历史第二多，仅次于1999年℃

44.2中国极端高温新疆吐鲁番艾丁湖2015年记录℃

56.7全球最高气温美国死亡谷1913年记录倍8高温热浪增幅全球高温事件频率相比工业化前热浪是指持续数天的异常高温天气过程通常定义为日最高气温超过35℃（或当地历史95百分位值）持续3天以上热浪形成主要由高空副热带高压系统控制，下沉气流使得大气增温，同时晴朗少云导致地表接收更多太阳辐射2022年，全球多地经历了有记录以来最严重的热浪中国长江流域多地超过40℃，重庆最高达到45℃；欧洲多国出现40℃以上高温；印度和巴基斯坦3-5月高温导致大量死亡极端高温对人体健康、农业生产、电力供应和基础设施都构成严重威胁应对措施包括高温预警、避暑场所开放、优化城市规划和加强公共卫生应急体系寒潮2021年12月寒潮北方大部分地区降温10-14℃，内蒙古出现-40℃低温2020年末跨年寒潮影响范围广，持续时间长，北京最低气温达-

19.6℃2016年1月寒潮南方地区大范围雨雪冰冻，交通、电力系统受损严重2008年初寒潮南方14个省遭遇50年一遇低温雨雪冰冻灾害寒潮是大范围、强度大、速度快的强冷空气活动根据国家标准，寒潮判定需满足24小时内气温下降幅度北方地区≥8℃，江淮及其以南地区≥10℃，并伴有4级以上大风，且最低气温≤4℃（南方）或≤0℃（北方）寒潮形成与西伯利亚或蒙古高压加强及其冷空气南下有关在全球变暖背景下，北极涛动和极涡异常可能导致冷空气更频繁地向中纬度地区爆发寒潮可导致道路结冰、农作物冻害、能源需求激增等一系列问题，需及时发布预警信息，做好防寒保暖工作干旱与洪涝干旱类型与影响洪涝成因与应对干旱是指长期降水不足导致的水分短缺现象，根据影响对象可分洪涝灾害是指由暴雨、积雪融化等导致的河流、湖泊水位异常上为涨，引起的淹没、冲击、侵蚀现象形成原因包括气象干旱长期无有效降水强降水台风、梅雨、强对流等带来短时强降水••农业干旱土壤水分不足影响作物生长地形因素山区陡坡、城市硬化地面加剧洪水汇集••水文干旱河流、湖泊、水库水量减少水利工程不足排水系统能力不足••社会经济干旱水资源短缺影响社会经济活动气候变化极端降水事件增多••年长江中下游地区经历了自年以来最严重的夏季干近年来我国洪涝防御措施不断完善，包括完善监测预警体系、河20221961旱，鄱阳湖面积缩减超过，影响农业灌溉和电力生产湖联合调度、海绵城市建设等，有效减轻了洪涝灾害损失75%全球气候变化现象气象灾害水文气象灾害洪涝、干旱、台风、风暴潮强对流天气灾害雷暴、冰雹、龙卷风、短时强降水气温异常灾害高温热浪、寒潮、霜冻其他气象灾害沙尘暴、大雾、雾霾、雪灾年，中国气象灾害呈现旱涝急转、极端频发特点根据应急管理部统计，全年气象灾害造成直接经济损失约亿元，同比增长强对流天气多发2023210015%频发，全国平均雷暴日数比常年偏多，短时强降水和龙卷风事件显著增多10%夏季华北、江淮地区遭遇严重洪涝灾害，月杜苏芮台风登陆福建，造成重大损失秋季东北地区出现罕见连续强降雨过程，导致松花江、嫩江流域严重洪8涝同时，西南地区早春低温冻害、华南夏季持续高温热浪也对农业和能源供应造成严重影响雷电致灾案例雷电灾害统计典型雷击事件据中国气象局统计，我国每年因雷年月，贵州省铜仁市一处露20188击造成的人员伤亡约人雷天山坡发生雷击事件，人死亡人300-50072电还是造成森林火灾的重要自然因受伤；年月，重庆市一处建20216素，约占全部森林火灾起因的筑工地遭雷击，导致人死亡人受23此外，雷电也是电力和通信伤；年月，四川峨眉山景区10%20227系统损毁的主要原因之一，每年造游客遭雷击，人死亡人受伤这14成的直接经济损失超过亿元些事件多发生在雷雨多发的夏季，10且多发生在开阔地带或高处防雷常识遇雷雨天气应避免在空旷场地、山顶、高坡、水域附近停留；不要接触金属物体或电器设备；避免在大树下避雨；室内关闭门窗，拔掉电器电源插头；驾车时应关闭车窗，车内相对安全；若户外无法避险，应蹲下，双脚并拢，降低身体高度，减小闪电穿过身体的风险气象观测方式传统地面观测自动气象站高空探测系统包括温度计、湿度计、气自动完成气象要素观测、用探空气球携带无线电探压计、风向风速仪、雨量处理与传输的综合系统空仪，测量高空气象要筒等基本仪器中国拥有我国已建成超过万个区域素可获取从地面到公630多个国家级地面气象自动气象站，观测时间间里高空的温度、湿度、气2400站，构成全国气象观测网隔可达分钟级，大大提高压、风向风速等垂直剖面络基础尽管现代技术发了气象观测时空分辨率资料高空探测数据是数展迅速，但传统观测仍是自动站减少了人为误差，值预报模式的重要输入，气象数据获取的重要手提高了观测效率，特别适中国有个探空站，每120段合在偏远地区使用天进行两次常规探测新型观测技术包括水汽探GPS/GNSS测、微波辐射计、激光雷达、风廓线仪等这些技术能提供高时空分辨率的大气垂直结构信息，填补了传统观测的空白此外，无人机、气象浮标、雷电定位系统等也成为气象观测的重要补充卫星气象观测风云卫星系列卫星遥感应用中国自主研发的风云气象卫星系列是我国气象观测的天眼气象卫星的主要应用包括截至年，已成功发射颗风云卫星，形成了静止轨道和极202317云系监测实时监测台风、暴雨、沙尘暴等天气系统•轨卫星互为补充的业务观测系统大气参数反演通过多通道数据反演大气温度、湿度、风场•静止轨道卫星（系列）位于赤道上空公里高空，FY-2/436000等三维结构可连续监测同一区域，主要用于监测台风、强对流等天气系统演陆面参数监测植被覆盖、土壤水分、地表温度变化•变系列是新一代静止卫星，搭载闪电成像仪、高光谱红FY-4海洋监测获取海表温度、海冰分布、海色等信息•外探测仪等先进设备气候变化长期监测全球辐射收支、温室气体浓度变化•极轨卫星（系列）在距地公里的太阳同步轨道运FY-1/3800风云卫星不仅服务于国内气象业务，还向全球个国家和地区行，每天可对全球进行两次扫描，提供全球尺度的大气、陆地和137提供数据服务，成为一带一路空间信息走廊的重要组成部分海洋参数天气雷达多普勒雷达原理台风路径追踪中国雷达网络多普勒天气雷达基于电磁波反射原理，测量云在台风监测中，雷达网络发挥着关键作用沿中国已建成世界上最大的天气雷达网，包括中水滴和冰晶的大小、数量和运动状态其核海布设的新一代天气雷达可提前小时监测到部新一代多普勒天气雷达（）和近6-8234CINRAD心是利用多普勒效应测量云中粒子的径向速接近的台风云系，精确定位台风中心位置和强百部双偏振雷达，覆盖了全国大部分人口密集度雷达发射微波信号，接收从目标散射回的度变化结合多部雷达联网观测，可实现对台区域新一代雷达探测半径达公里，230-460信号，通过分析信号强度（反射率）、相位变风路径的连续追踪，为防灾减灾提供科学依可提供分钟的更新频率在强对流天气监5-10化（速度）和偏振特性，获取降水强度、风场据年超强台风利奇马登陆过程中，雷测中，雷达网络能够提前分钟发现雷暴、201910-60和降水粒子类型等信息达观测为精准预报和防灾决策提供了关键支强降水、大风等潜在灾害性天气，为预警信息持发布提供科学依据气象数据的获取气象数据共享平台中国气象数据共享服务网是公众获取官方气象资料的主要渠道，提供历史资料、实时观测、预报产品等多类数据国家气候中心、国家卫星气象中心等专业机构也设有专门的数据服务平台此外，各省级气象局也建有区域性数据服务门户，方便用户获取本地区更详细的气象资料实况与历史数据实况观测数据包括国家站点逐小时逐日观测、自动站分钟级数据、雷达和卫星产品等历史数据/则包括常规气候资料、气候统计产品、气候变化监测指标等对于科研用途，可获取年以来1951的气象要素长时间序列，为气候变化研究提供基础支撑数据接口服务为满足智能应用开发需求，气象部门提供了多种数据接口服务通过可获取实时天气、预报预API警、空气质量等信息中国气象局公共气象服务中心提供规范的数据访问接口，开发者可申请授权使用一些互联网企业也提供气象数据接口服务，但数据来源和质量需要谨慎评估国际气象数据全球气象数据可通过世界气象组织（）全球电信系统获取主要国际气象中心如美国环境预WMO报中心（）、欧洲中期天气预报中心（）等机构提供全球范围的气象资料这些数NCEP ECMWF据对全球性天气系统研究和长期气候变化分析至关重要天气预报原理大气初始场构建收集全球各种观测资料，包括地面观测、高空探测、卫星和雷达数据等通过数据同化技术，将这些不同时空分布的观测资料融合，构建描述当前大气状态的三维格点场这一过程涉及复杂的数学处理，确保初始场物理一致性和平衡性数值模拟计算利用描述大气运动的流体力学方程组（包括动量方程、热力学方程、连续性方程等）和热力学定律，对未来大气状态进行数值积分模式需要考虑辐射、云物理、边界层等物理过程的参数化处理计算过程需要超级计算机支持，涉及海量数据处理预报产品生成根据数值模拟结果，生成各类客观预报产品和场图预报员结合经验和对模式系统误差的认识，对预报结果进行订正和解释，形成天气预报公报近年来，人工智能技术被引入预报后处理环节，提高了预报精细化水平中国气象局数值预报系统已实现全球区域中尺度多层嵌套，全球模式水平分辨率达到--12公里统计显示，小时台风路径预报平均误差分别为公里，小时预24/48/7268/115/16372报准确率达到以上，接近国际先进水平85%预报流程资料观测收集全球地面、高空、卫星、雷达等多源观测数据实时收集汇总，形成完整的大气观测网络我国每天处理的气象观测数据量超过，包括国内多个地面站、100TB240060000多个区域自动站和个高空站的实时观测120资料分析诊断预报员分析当前大气状况，识别天气系统，研判发展趋势这一阶段结合传统天气图分析和现代客观诊断技术，对关键天气系统进行定位和结构分析，是预报的关键环节分析产品包括地面、高空天气图、雷达拼图等数值预报解释运行全球、区域多种数值预报模式，并对模式产品进行综合分析比较中国气象局业务系统同时运行、、日本、美国等多种模式，通过模式集合，减小GRAPES ECMWF单一模式的不确定性，提高预报可靠度预报制作发布编制各类预报产品，通过多种渠道向公众发布国家级预报每日次更新，发布范围包4括短期、中期和延伸期预报通过电视、广播、互联网、手机等渠道向公众发APP布，覆盖率超过98%预警信号预警等级颜色含义发布时机Ⅰ级红色特别严重灾害即将发生或已经发生，可能造成特别严重后果Ⅱ级橙色严重灾害即将发生或已经发生，可能造成严重后果Ⅲ级黄色较严重灾害即将发生或已经发生，可能造成较严重后果Ⅳ级蓝色一般灾害即将发生或已经发生，可能造成一定危害中国气象灾害预警信号按照灾害种类和等级划分，包括台风、暴雨、暴雪、寒潮、大风、沙尘暴、高温、干旱、雷电、冰雹、霜冻、大雾、霾和道路结冰等种预警信号每种灾害按照潜在影响程度，从低到高分为蓝色、黄色、14橙色和红色四个等级全国预警信息发布系统覆盖全国所有县级以上行政区域，年共发布预警信息超过万条预警信息通过电视、202380广播、手机短信、互联网、显示屏等多种渠道发布，确保信息最后一公里畅通应急广播系统可在极端情况LED下确保预警信息触达偏远地区根据不同级别预警信号，各级政府和部门启动相应应急响应措施大数据与智能预报预报技术AI深度学习模型对天气预报精准订正大数据处理平台海量多源数据融合与挖掘智能气象服务个性化、场景化预报产品超算支撑系统提供强大计算能力保障人工智能技术正深刻改变天气预报的方式基于深度学习、图神经网络等技术，预报系统能够从历史天气模式中学习，识别数值模式的系统性偏差，对预报结果进AI行智能订正，显著提升预报准确率在短临预报中，模型可直接学习雷达回波演变规律，实现小时的精准降水外推AI0-2中国气象局已建成基于大数据的精细化预报系统，实现了全国范围内公里分辨率、分钟间隔的网格预报系统整合多源观测和多模式预报，结合深度学习MIPS110技术，为不同用户提供精细化预报服务例如，为北京冬奥会提供了场馆级、小时级的气象服务，预报准确率超过，为比赛安排和观众出行提供了精准支202290%持气象与交通道路交通气象影响航空气象服务气象因素是道路交通安全的重要影响因素统计显民航对气象条件极为敏感，气象因素导致的航班延示，约的道路交通事故与气象条件有关主要误占总延误的以上航空气象服务主要包括30%70%影响包括雨雪天气降低路面摩擦力，延长制动距离机场天气预报起降条件、能见度、云底高度••大雾霾能见度降低，增加追尾风险航路预报沿途风场、颠簸区、积冰区•/•强风影响车辆稳定性，尤其对大型车辆危险天气警报雷暴、风切变、低空风切变••冰雹雷电直接损害车辆或导致驾驶员慌乱特殊服务火山灰监测、宇宙辐射监测•/•我国已在主要高速公路建设了路面状态传感器、能中国民航气象中心已建立覆盖全国个机场的航236见度仪、交通气象站等监测设备，实现了恶劣天气空气象服务网络，为飞行安全和航班正常率提供保的早期预警障北京大兴国际机场引入的低能见度智能预报系统准确率达，有效减少了雾霾天气导致的航班85%延误铁路和水运气象铁路运输受大风、暴雨、冰雪等影响显著复兴号时速公里运行时，侧风超过米秒将影响行车安全35020/山区铁路特别关注暴雨引发的山体滑坡和泥石流水运气象服务关注风浪、台风、能见度等因素沿海港口设有专业气象观测站，为船舶进出港和货物装卸提供决策支持长江航道建有余个专业气象站，实现全航道气象监测覆盖50农业气象服务作物生长期监测农业气象灾害预警通过农业气象观测网络，监测影响作物针对干旱、洪涝、霜冻、高温等气象灾生长的温度、降水、光照等要素，评估害，提供专业预警信息，指导农民采取农作物生长发育状况和产量潜力全国防灾减灾措施农业气象灾害监测预警已建成多个县级农业气象观测站，覆盖全国以上的农业县，平均预警200095%覆盖主要农业区域提前时间达小时24-72农田小气候监测农事活动指导通过精细化的田间气象监测，掌握农田根据天气预报和农业气象条件，制定播内部的温度、湿度、土壤墒情等微气候种、施肥、灌溉、病虫害防治、收获等环境，为精准农业提供数据支持设施农事活动建议，提高农业生产效率和资农业温室内的环境调控也依赖于小气候源利用率监测数据气象与健康气象条件与人体健康密切相关，不同的气象要素和天气状况对人体生理和心理均有显著影响高温热浪可导致中暑、热衰竭，甚至热射病等急性疾病年中国多地持续高温，导致全国热射病报告病例同比增加老年人、户外工作者和慢性病患者是高温健康风险的2022134%高危人群雾霾等大气污染影响呼吸系统健康，每增加微克立方米，心血管疾病死亡风险增加约寒潮天气则增加脑卒中、心肌梗死发PM

2.510/

0.6%病率气象部门与卫生健康部门合作开展气象健康指数服务，为公众提供天气变化对健康影响的评估和防护建议面对气候变化，中国已启动气候变化与健康适应行动计划，加强对极端天气健康风险的监测与防范气象与城市管理城市内涝预警公共安全气象保障城市化进程加快使得不透水面积增加，导致降雨径流增大，而排气象部门为城市重大活动和公共安全提供专业保障服务水系统容量有限，造成城市内涝风险增加根据住建部统计，大型活动保障如全运会、亚运会等赛事的专业气象服务•年间，中国有个城市不同程度发生过内涝2010-2020641旅游气象服务景区专业预报和游客流量预测•城市内涝预警系统整合高密度雨量监测网络、雷达定量降水估计电力气象服务雷电、覆冰、大风等对电网影响预警•和精细化数值预报，提供小时级、公里级的强降水预报北京、森林防火气象火险等级预报和火情蔓延模拟•上海、广州等特大城市已建立排水防涝智慧平台，融合气象、水文、排水管网数据，实现内涝风险的精准预警和科学调度北京已建成覆盖全市的智慧气象服务体系，为个街道和乡330镇提供精细化预报服务广州市建设了韧性城市气象防灾示范区，提升城市应对极端天气的硬实力和软实力气象应急响应机制监测与预警利用气象观测网络，实时监测极端天气发展态势；通过数值预报和历史案例分析，评估灾害风险，及时发布预警信息应急启动根据预警级别启动相应等级的应急响应机制；成立应急指挥部，明确各部门职责；调度各类应急资源响应行动实施人员疏散、交通管制等应急措施；加强灾情监测和灾害影响评估；组织开展救援行动恢复重建开展灾后评估，总结经验教训；修复受损基础设施；优化完善应急预案中国已建立较为完善的气象灾害应急响应机制国家层面由国家减灾委、应急管理部和中国气象局共同负责气象灾害应急管理根据《气象灾害应急预案》，气象灾害应急响应分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级，分别对应特别重大、重大、较大和一般气象灾害气象部门为政府决策提供专业支持，包括灾害风险分析、影响预评估和针对性防灾建议2021年河南特大暴雨期间，气象部门提前96小时发现异常天气系统，提前60小时确定暴雨落区，及时发布红色预警，为政府应急响应赢得宝贵时间未来将加强极端天气早期识别和风险情景预测能力，提升预报员-决策者协同机制效率气象与节能减排建筑节能气象服务可再生能源气象支持空气质量预报建筑能耗占全国总能耗约太阳能和风能发电高度依赖气大气扩散条件直接影响污染物30%，气象条件是影响建筑能象条件精准的太阳辐射、风浓度，气象要素（风、温、耗的关键因素建筑气象服务能资源评估和预报对发电效率湿、降水等）决定大气污染物通过提供精细化的温度、湿和电网调度至关重要中国气的输送、转化和清除过程气度、风速、太阳辐射等数据，象局已建成覆盖全国的光伏、象部门与生态环境部门合作，指导建筑空调、供暖系统的智风能预报系统，预报时效从日提供城市空气质量预报和重污能调控，实现能源高效利用前延伸至周前，为新能源并网染天气预警京津冀及周边地研究表明，基于气象预报的建消纳提供决策支持内蒙古新区大气污染防治协作机制依托筑能源管理系统可减少15-20%能源气象服务减少弃风弃光率气象预报，指导区域联防联的能源消耗约8个百分点，每年节约标准煤控，2022年区域PM

2.5预报准超过300万吨确率达85%以上工业生产气象服务许多工业过程对气象条件敏感，如炼钢、化工生产、食品加工等通过提供精准的气象信息，优化生产工艺参数，减少资源消耗和污染排放杭州市与当地石化企业合作，开发企业级环境气象风险预警系统，每年减少挥发性有机物排放约200吨气象与可持续发展气候行动与减贫国际气象合作12气象服务支持联合国可持续发展目中国积极参与全球气候治理与气象标气候行动和目标无贫穷国际合作一带一路气象合作机131通过气候风险评估和精准气象服制已覆盖多个国家，为发展中国40务，帮助贫困地区农牧民提高灾害家提供气象装备、技术支持和人员抵御能力和农业生产效率中国气培训世界气象组织全球气候观测象局精准扶贫气象行动覆盖个系统项目中，中国贡献了以上83210%贫困县，为多万农户提供定制的观测数据中国气象局通过南南1000气象服务，减少气象灾害损失合作，向非洲、东南亚、太平洋岛50%以上国等地区提供卫星产品、气象预报和技术支持气候服务与适应3中国已建立国家气候变化适应战略，气象部门提供气候风险评估、气候资源开发利用和气候适应技术支持实施气候适应型城市建设，北京、上海等个城市成为45试点在青藏高原生态屏障区、长江经济带等生态敏感区，开展气候变化监测预警和生态气象服务，支持生态保护和高质量发展校园气象知识普及气象科普教育案例气象科普基地建设气象科普资源共享中国气象局与教育部合作推出气象进校园活全国已建成多个气象科普教育基地，其中国中国气象局建立了全国气象科普资源库，收录200动，已覆盖全国多所中小学北京市率先将家级基地个这些基地集观测设备展示、互动气象科普视频、动画、图书、游戏等各类资源500040气象知识纳入中小学地理、科学课程，编写《中体验、虚拟仿真于一体，成为青少年了解气象科余种，面向学校和社会公众免费开放气象5000小学生气象科普读本》上海市开展气象小博学的重要窗口北京气象探索馆年接待青少年参科普志愿者队伍发展到万人，常态化开展校园10士评选活动，通过气象科普大讲堂、气象夏令观万人次，上海气象博物馆成为沪上热门科普讲座和社区宣传中国天气微信公众号推出气20营等形式，培养青少年气象兴趣气象部门的科打卡地同时，气象部门积极开展气象开放日象科普专栏，累计推送科普文章超过篇，阅2000普专家每年走进千所学校，讲授防灾减灾和气候活动，每年月日世界气象日前后，全国各级读量过亿气象科普纳入中国科协全国科普日323变化知识气象台站向公众开放，展示气象设备和预报流活动，每年参与公众超过万人次1000程气象科普新媒体气象主播与短视频热门气象科普账号创新传播形式随着短视频平台兴起，气象科普进入短平快时代气象除官方账号外，一批专业气象人和科普达人创办的气象科气象科普不断创新传播形式，涌现出一批新型内容部门积极培养气象主播队伍，通过抖音、快手等平台实普账号也深受欢迎气象科普短剧以情景剧形式演绎气象知识和防灾技•时传播天气信息和科普知识中央气象台在抖音的账号天气信息站关注全球极端天气，解读天气背后的能•中央气象台粉丝超过万，日常天气解读与极端天气2000气象原理气象科普动画针对儿童群体的动画作品，如《小布•直播相结合，成为权威气象信息的重要传播渠道气象爱好者分享气象观测技巧和天气预报方法丁看天气》•气象科学家由一线气象科研人员运营，深入浅出气象体验通过增强现实技术体验台风、龙卷••AR/VR各地气象部门也培养了一批网红气象员，如贵州的侗族讲解前沿气象研究风等现象气象小姐姐以少数民族语言播报天气，江西的后气90追风者专注于台风和强对流天气的追踪和解析气象科普音频为车载和碎片化场景提供气象知识播••象主播用方言解读天气现象，亲民化表达使气象科普更接客地气这些账号内容专业性强，同时注重视觉呈现和互动性，将复杂的气象知识转化为公众易于理解的内容这些创新传播形式大大拓展了气象科普的覆盖面和影响力，使公众获取气象知识的渠道更加多元化未来气象科技趋势人工智能气象智能网格预报+深度学习和大数据分析将革新传统预报基于物联网和边缘计算的新一代智能网方法模型在识别大气模式、优化预格预报系统，将实现分钟级、百米级的AI报后处理和精细化预报方面显示出巨大精细化预报通过在城市建筑物、交通潜力基于卷积神经网络和图神经网络设施上部署微型气象传感器，构建城市的天气预报员已在短临预报中取得气象微网，为智慧城市提供实时气象支AI突破，预报时效延长持30-60%定量降水估算新一代遥感技术精准降水预报是气象学的圣杯之一高光谱、高时空分辨率的卫星和雷达遥未来将通过雷达、卫星和地面观测的深感技术将全面提升大气三维观测能力度融合，结合物理统计混合模型，实现双偏振相控阵天气雷达网络、高轨和低-定量降水估算（）和定量降水预报轨卫星组网观测将填补传统观测空白，QPE（）精度的质的飞跃，为防洪减灾特别是对海洋和极地地区的监测能力大QPF提供更可靠的决策依据幅提升重大科技项目展望天气气候一体化模式风云四号卫星规划国家大气科学观测网-中国气象科学研究院正主导研发天气气候一体化风云四号是新一代静止轨道气象卫星系列，计划中国将建设覆盖全国主要气候区和生态系统的国-数值预报系统，打破传统上天气预报和气候预测年前完成、星发射，形成三星在轨业家大气科学观测网该项目将建设个大气科学2025C D16的界限该系统将大气、海洋、陆地、冰雪、生务格局卫星搭载先进的扫描成像辐射计、干涉综合观测超级站、个标准观测站和个基1001000物圈等地球系统组件紧密耦合，实现从小时到年式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间环境监测准观测站，构建天空地一体化多维观测体--际尺度的无缝隙预测基于级超级计算机的支仪器包，时间分辨率将从现在的分钟提升至分系观测网将填补我国大气边界层、云和降水微E51持，水平分辨率将达到全球公里、区域米，钟，空间分辨率最高达米这将极大提升对物理过程、大气成分等观测的空白，为天气预报1100250垂直分辨率增加到层以上，极大提升灾害强对流天气、台风、沙尘暴等灾害性天气的监测和气候预测提供更全面的观测支撑，同时为碳中200性、极端性天气预报能力能力，为全球灾害预警贡献中国力量和战略、生态文明建设提供重要科学数据全球气象合作世界气象组织WMO成立于年，总部位于瑞士日内瓦，是联合国专门机构目前拥有个会员国和地区，是全球气1950193象、水文和气候合作的权威性政府间组织中国于年恢复合法席位，现担任执行理事会成员，1972积极参与全球气象治理全球气象数据交换全球气象通信系统（）实现了各国气象资料的实时共享，每天交换的气象数据量超过中GTS15TB国贡献了亚洲地区约的观测数据，风云卫星产品服务全球个国家和地区，成为国际气象合30%137作的重要参与者中美欧气象合作中国与美国国家海洋大气管理局（）、欧洲中期天气预报中心（）等建立了稳定的合NOAA ECMWF作关系主要合作领域包括数值预报技术、气候变化研究、台风监测预警、气象卫星资料应用等中美极端天气与气候事件联合研究中心、中欧气候变化与可再生能源合作项目成为国际合作的典范发展中国家气象人才培养中国气象局设立发展中国家气象人员培训计划，已为多个发展中国家培训气象专业人才余1003000人同时向非洲、东南亚等地区派遣气象专家组，提供技术支持和现场指导，帮助提升当地气象业务能力气象行业就业与前景万7+全国气象从业人员中国气象部门人员规模200+高校气象专业开设气象学相关专业的高校数量15%行业年增长率气象服务市场规模增速亿50+气象服务产值年度气象信息服务产业规模气象行业主要职业岗位包括预报员（负责分析大气状况、制作预报产品）、观测员（操作观测设备、收集气象数据）、研究员（开展气象科学研究和技术研发）、工程师（气象装备研发与维护）、服务员（面向行业和公众的气象服务开发）等随着气象服务深度融入经济社会各领域，气象信息员、气象风险评估师、气候投资顾问等新兴岗位不断涌现气象行业就业前景广阔，除传统气象部门外，电力、交通、农业、保险、旅游等行业对气象专业人才需求不断增加气象科技创新创业也成为新趋势，围绕精准气象服务、气象大数据分析、气象装备研发等领域涌现出一批高科技企业未来，人工智能、物联网、云计算等新技术与气象深度融合，将催生更多跨界人才需求，气象专业人员需兼具学科专业知识与信息技术能力总结与思考全面认识气象现象气象现象是大气运动的外在表现，具有复杂性和系统性特征通过科学认识气象现象背后的物理过程和形成机制，我们能够更好地理解和预测天气变化，增强防灾减灾能力气象学是一门正在迅速发展的科学，新技术不断突破观测和预报的局限强化气象服务生活气象服务已深入经济社会发展各方面，从宏观的国家战略决策到微观的个人日常生活，都离不开气象信息支持未来气象服务将更加精准、智能和个性化，满足人们对美好生活的需求每个人都应学会获取和利用气象信息，提高气象灾害防范意识和能力面对极端天气的科学态度在全球气候变化背景下，极端天气事件可能增多增强我们应以科学态度认识极端天气，既不夸大恐慌，也不掉以轻心加强气象科普教育，提升全民气象科学素养，形成政府主导、部门联动、社会参与的防灾减灾格局，共同应对气候变化挑战，建设人与自然和谐共生的美好家园。