大氣科學(xué)探究：課件中的氣象學(xué)與氣候?qū)W

大氣科學(xué)探究：課件中的氣象學(xué)與氣候?qū)W歡迎來(lái)到大氣科學(xué)探究課程，這是一門(mén)關(guān)于我們賴以生存的大氣層的深入學(xué)習(xí)旅程。在這個(gè)課程中，我們將全面梳理氣象學(xué)與氣候?qū)W的核心知識(shí)體系，幫助您理解大氣現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。大氣科學(xué)是一門(mén)多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，涵蓋了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。我們將介紹該領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和前沿技術(shù)，讓您了解當(dāng)代大氣科學(xué)的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。從微觀的大氣分子運(yùn)動(dòng)到宏觀的全球氣候變化，從短期的天氣預(yù)報(bào)到長(zhǎng)期的氣候預(yù)測(cè)，我們將帶您探索大氣科學(xué)的奧秘。大氣科學(xué)的定義與意義研究?jī)?nèi)容大氣科學(xué)是研究地球大氣圈的物理特性、化學(xué)組成和動(dòng)力學(xué)過(guò)程的科學(xué)。它包括氣象學(xué)、氣候?qū)W、大氣化學(xué)、大氣物理學(xué)等分支學(xué)科，致力于揭示大氣的結(jié)構(gòu)、變化規(guī)律及其與其他地球系統(tǒng)的相互作用。學(xué)科意義大氣科學(xué)對(duì)于人類社會(huì)具有極其重要的實(shí)用價(jià)值。它不僅關(guān)系到我們的日常生活決策，如穿衣、出行計(jì)劃，還影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理、能源利用、城市規(guī)劃和災(zāi)害防控等眾多領(lǐng)域的安排與決策。隨著全球氣候變化加劇，大氣科學(xué)在可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中的作用日益凸顯，成為解決當(dāng)代環(huán)境挑戰(zhàn)的關(guān)鍵科學(xué)。氣象學(xué)與氣候?qū)W的關(guān)系氣象學(xué)特點(diǎn)氣象學(xué)主要研究短期大氣狀態(tài)變化，關(guān)注的是具體時(shí)間和地點(diǎn)的天氣現(xiàn)象。它通過(guò)觀測(cè)和預(yù)測(cè)大氣運(yùn)動(dòng)、水汽變化和能量傳遞等過(guò)程，提供天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警服務(wù)。氣候?qū)W特點(diǎn)氣候?qū)W則關(guān)注長(zhǎng)期的大氣統(tǒng)計(jì)特征，研究特定區(qū)域在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)（通常為30年）的平均大氣狀態(tài)及其變化規(guī)律。它強(qiáng)調(diào)的是大氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和周期性變化模式。兩者聯(lián)系氣象學(xué)和氣候?qū)W密不可分，天氣是氣候的具體表現(xiàn)，氣候是天氣的長(zhǎng)期積累。氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)是氣候研究的基礎(chǔ)，而氣候模型又可以為中長(zhǎng)期天氣趨勢(shì)提供背景信息。大氣圈的結(jié)構(gòu)與特征對(duì)流層（0-10km）地球大氣最低層，幾乎所有天氣現(xiàn)象都發(fā)生在此。隨高度增加，溫度平均每升高1千米下降約6.5°C。含有地球90%的大氣質(zhì)量和幾乎所有的水汽。平流層（10-50km）臭氧層位于此處，吸收大部分太陽(yáng)紫外輻射。與對(duì)流層不同，平流層溫度隨高度增加而升高，最高可達(dá)0°C，大氣非常穩(wěn)定。中間層（50-80km）氣溫再次隨高度增加而下降，在中間層頂部（中間層頂）達(dá)到最低，約-90°C，是地球大氣中最冷的區(qū)域。熱層（80-700km）氣體分子稀薄，受太陽(yáng)紫外輻射影響，溫度急劇上升可達(dá)1000°C以上。極光和大部分衛(wèi)星運(yùn)行在此層。大氣成分與演化氮?dú)庹几稍锎髿怏w積的78%，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，主要通過(guò)生物固氮進(jìn)入生物循環(huán)。氧氣占21%，主要由植物光合作用產(chǎn)生，對(duì)生命活動(dòng)至關(guān)重要。氬氣占0.93%，惰性氣體，幾乎不參與化學(xué)反應(yīng)。水汽濃度變化大，對(duì)天氣和熱量傳遞有關(guān)鍵影響。微量氣體CO2、CH4等含量雖少，但對(duì)氣候和生態(tài)系統(tǒng)有重要影響。大氣成分經(jīng)歷了顯著的演化過(guò)程。地球早期大氣富含二氧化碳、水汽、氮?dú)夂土蚧铮瑤缀醪缓鯕?。約25億年前，藍(lán)藻等生物進(jìn)行光合作用，氧氣含量開(kāi)始上升，逐漸形成了適合高等生物生存的大氣環(huán)境。太陽(yáng)輻射與能量收支太陽(yáng)輻射特征太陽(yáng)向地球輸送能量的形式主要是電磁輻射，其中約43%為可見(jiàn)光，49%為紅外輻射，僅7%為紫外輻射。太陽(yáng)常數(shù)約為1361W/m2，指垂直于太陽(yáng)方向、在地球大氣層外單位面積在單位時(shí)間內(nèi)接收的太陽(yáng)輻射能量。全球能量平衡地球接收的太陽(yáng)輻射能量約30%被大氣和地表反射回太空，70%被地球系統(tǒng)吸收。為維持熱平衡，地球向太空輻射的能量必須等于吸收的太陽(yáng)輻射能量，這一平衡決定了地球的平均溫度。輻射強(qiáng)度分布太陽(yáng)輻射在地球表面的分布不均勻，赤道地區(qū)接收的輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)高于極地。這種差異是大氣和海洋環(huán)流的根本驅(qū)動(dòng)力，也導(dǎo)致了地球上氣候帶的形成。地球輻射與大氣吸收地表長(zhǎng)波輻射地表吸收太陽(yáng)輻射后升溫，以長(zhǎng)波紅外輻射形式向大氣釋放能量。波長(zhǎng)主要集中在4-100微米范圍，與太陽(yáng)輻射的短波特性形成對(duì)比。大氣選擇性吸收大氣對(duì)不同波長(zhǎng)輻射的吸收能力差異很大。水汽、二氧化碳等溫室氣體對(duì)特定波段的紅外輻射有強(qiáng)吸收特性，而對(duì)可見(jiàn)光等短波輻射則相對(duì)透明。大氣窗口在8-14微米波長(zhǎng)范圍內(nèi)，大氣對(duì)紅外輻射的吸收較弱，形成"大氣窗口"，使部分地表輻射可直接逃逸至太空。這一窗口對(duì)地球能量平衡至關(guān)重要。溫室效應(yīng)形成大氣吸收地表輻射后再次向四周輻射，部分回到地表，使地表溫度高于無(wú)大氣情況下的理論溫度，形成自然溫室效應(yīng)，使地球平均溫度維持在約15°C。水循環(huán)與大氣作用蒸發(fā)海洋、湖泊、河流和土壤中的水分吸收熱能轉(zhuǎn)化為水汽進(jìn)入大氣，每年全球約有505,000立方千米的水參與蒸發(fā)過(guò)程，其中86%來(lái)自海洋。凝結(jié)與云形成上升的水汽在高空冷卻凝結(jié)成小水滴或冰晶，形成云。每立方厘米的云可能含有數(shù)百個(gè)水滴，其形成需要凝結(jié)核（如塵埃、鹽粒）的參與。降水當(dāng)云中水滴或冰晶達(dá)到一定尺寸時(shí)，降落形成雨、雪或冰雹。全球平均年降水量約1,000毫米，但分布極不均勻，從沙漠地區(qū)不足10毫米到熱帶雨林超過(guò)10,000毫米。徑流與滲透降水后的水分一部分形成地表徑流，一部分滲入地下補(bǔ)充地下水，最終大部分回到海洋，完成水循環(huán)。這一過(guò)程對(duì)氣候調(diào)節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)維持和淡水資源形成至關(guān)重要。大氣壓力與風(fēng)大氣壓力形成大氣壓力是單位面積上大氣柱的重量，標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓為1013.25百帕，隨高度增加而迅速減小，10千米高度僅為海平面的1/3。氣壓梯度力大氣壓力在水平方向上的差異產(chǎn)生氣壓梯度力，方向從高壓指向低壓，是風(fēng)形成的原始動(dòng)力。氣壓梯度越大，產(chǎn)生的風(fēng)力越強(qiáng)。風(fēng)的形成在氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力等作用下，空氣流動(dòng)形成風(fēng)。風(fēng)的速度和方向受多種力的綜合影響，反映了大氣運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性。全球氣壓帶呈現(xiàn)規(guī)律性分布，赤道附近為低壓帶，副熱帶地區(qū)為高壓帶，極地又為高壓區(qū)。這種分布與太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)等因素密切相關(guān)，是全球風(fēng)系形成的基礎(chǔ)。我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)的氣壓系統(tǒng)隨季節(jié)變化明顯，夏季受副熱帶高壓控制，冬季則主要受蒙古高壓影響?？剖狭捌溆绊懣剖狭?，又稱地轉(zhuǎn)偏向力，是由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的一種慣性力。在北半球，它使運(yùn)動(dòng)物體向右偏轉(zhuǎn)；在南半球則向左偏轉(zhuǎn)，赤道地區(qū)科氏力為零?？剖狭?qiáng)度與緯度和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，表達(dá)式為f=2Ωsinφ，其中Ω是地球自轉(zhuǎn)角速度，φ是緯度。這一力在大尺度大氣與海洋運(yùn)動(dòng)中起著關(guān)鍵作用，是形成環(huán)流模式的重要因素?？剖狭υ斐闪吮卑肭驓庑誓鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)，反氣旋呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的特征。它還影響海洋環(huán)流，形成了北半球順時(shí)針、南半球逆時(shí)針的大洋環(huán)流模式，如北大西洋的墨西哥灣暖流和加那利寒流組成的環(huán)流系統(tǒng)。氣溫變化與分布北京上海廣州氣溫的時(shí)間變化表現(xiàn)為明顯的日變化和年變化規(guī)律。日變化受太陽(yáng)高度角影響，通常在午后2時(shí)左右達(dá)到最高，清晨日出前達(dá)到最低。年變化則滯后于太陽(yáng)輻射變化，北半球通常在7-8月最熱，1-2月最冷。影響氣溫的主要因子包括緯度、海陸分布、地形、洋流和大氣環(huán)流等。緯度決定了太陽(yáng)輻射量，是影響氣溫水平分布的首要因素；海洋對(duì)溫度有調(diào)節(jié)作用，表現(xiàn)為海洋性和大陸性氣候的差異；高原地區(qū)因海拔高，平均氣溫較低；洋流可使沿岸地區(qū)氣溫偏高或偏低；大氣環(huán)流則通過(guò)水平輸送改變能量分布。濕度與降水濕度的主要形式濕度可用多種方式表示：絕對(duì)濕度是單位體積空氣中的水汽質(zhì)量；比濕是單位質(zhì)量濕空氣中水汽的質(zhì)量；相對(duì)濕度是實(shí)際水汽壓與同溫度下飽和水汽壓的百分比，最常用于天氣預(yù)報(bào)和日常生活。露點(diǎn)溫度露點(diǎn)溫度是空氣在恒定氣壓下冷卻至飽和狀態(tài)時(shí)的溫度，是表征空氣實(shí)際水汽含量的重要參數(shù)。露點(diǎn)溫度與空氣溫度的差值越小，表明相對(duì)濕度越高，形成露、霜、霧的可能性越大。降水類型根據(jù)形成機(jī)制，降水可分為對(duì)流性降水（如午后雷陣雨）、地形性降水（如山地迎風(fēng)坡降水）和鋒面性降水（如冷鋒過(guò)境降水）。不同類型降水的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和空間分布有顯著差異。水汽在大氣中的含量和變化對(duì)天氣和氣候系統(tǒng)至關(guān)重要。大氣中大約有13,000立方千米的水，雖僅占地球總水量的0.001%，但循環(huán)速率極快，平均每9天就完成一次更新。水汽通過(guò)相變過(guò)程（蒸發(fā)、凝結(jié)）釋放或吸收大量潛熱，是大氣中能量傳輸和再分配的重要媒介。云與降水形成機(jī)理積云形成過(guò)程積云是典型的對(duì)流云，形成于氣塊上升過(guò)程中。當(dāng)?shù)乇硎軣釟鈮K上升，達(dá)到凝結(jié)高度后，水汽凝結(jié)釋放潛熱，促進(jìn)進(jìn)一步上升，形成垂直發(fā)展的云體。積云若繼續(xù)發(fā)展可轉(zhuǎn)變?yōu)榉e雨云，產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。云的分類體系國(guó)際氣象組織將云分為十類：積云、層積云、高積云、層云、高層云、卷云、卷積云、卷層云、積雨云和層積雨云。按高度可分為低云（高度<2km）、中云（2-7km）和高云（>7km），不同類型云的形成機(jī)制和物理特性各異。降水粒子生長(zhǎng)云中水滴形成降水主要通過(guò)碰并過(guò)程和冰晶過(guò)程。碰并過(guò)程是大水滴與小水滴碰撞并合并，逐漸增大至足夠降落；冰晶過(guò)程則是在混合云中，冰晶因飽和水汽壓低于水滴而快速增長(zhǎng)，當(dāng)達(dá)到足夠質(zhì)量時(shí)形成降水。天氣系統(tǒng)—?dú)庑c反氣旋氣旋特征與影響氣旋是低氣壓系統(tǒng)，北半球呈逆時(shí)針環(huán)流。其中心氣壓低于周圍，空氣輻合上升，常伴隨多云和降水天氣。中緯度氣旋常與鋒面系統(tǒng)相關(guān)，是重要的降水系統(tǒng)；熱帶氣旋則源于熱帶海洋，強(qiáng)度更大，如臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等。中心氣壓低，風(fēng)向?yàn)檩椇鲜蕉嘣?、降水概率大生命周期一?-7天反氣旋特征與影響反氣旋是高氣壓系統(tǒng)，北半球呈順時(shí)針環(huán)流。中心空氣下沉，大多帶來(lái)晴朗天氣。副熱帶高壓是影響我國(guó)夏季天氣的重要系統(tǒng)，常導(dǎo)致持續(xù)高溫干旱；而冬季的西伯利亞高壓則帶來(lái)寒潮天氣。中心氣壓高，風(fēng)向?yàn)檩椛⑹角缋噬僭?，降水少系統(tǒng)穩(wěn)定，可持續(xù)數(shù)周氣旋和反氣旋的形成與發(fā)展受多種因素影響，包括大尺度溫度梯度、科氏力、大氣斜壓性等。中緯度氣旋多沿極鋒生成，遵循典型的生命周期發(fā)展模式：波動(dòng)階段、增長(zhǎng)階段、成熟階段和消亡階段。這些系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)度變化是天氣預(yù)報(bào)的關(guān)鍵內(nèi)容，對(duì)預(yù)測(cè)降水、風(fēng)向和溫度變化至關(guān)重要。大氣環(huán)流系統(tǒng)環(huán)流名稱緯度范圍主要特征影響的氣候帶哈德萊環(huán)流0°-30°N/S赤道上升，30°下沉熱帶雨林、熱帶草原、熱帶沙漠費(fèi)雷爾環(huán)流30°-60°N/S30°上升，60°下沉溫帶海洋性、地中海、溫帶季風(fēng)極地環(huán)流60°-90°N/S極地下沉，60°上升寒帶、極地氣候噴流30°和60°附近高空強(qiáng)西風(fēng)帶跨氣候帶，影響天氣系統(tǒng)移動(dòng)大氣環(huán)流是地球表面空氣的大尺度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，由太陽(yáng)輻射不均衡和地球自轉(zhuǎn)共同驅(qū)動(dòng)。在緯向上，形成了三對(duì)環(huán)流圈：哈德萊環(huán)流、費(fèi)雷爾環(huán)流和極地環(huán)流，它們共同構(gòu)成了地球大氣環(huán)流的基本框架。這些環(huán)流系統(tǒng)與地表形成了相應(yīng)的風(fēng)帶：赤道低壓帶的無(wú)風(fēng)帶、副熱帶高壓帶的信風(fēng)帶、中緯度西風(fēng)帶和極地東風(fēng)帶。氣候帶的劃分與這些環(huán)流和風(fēng)帶分布密切相關(guān)，如熱帶雨林氣候位于赤道輻合帶，副熱帶沙漠位于副熱帶高壓帶。季風(fēng)現(xiàn)象及其機(jī)制季風(fēng)定義季節(jié)性顯著轉(zhuǎn)變的風(fēng)向系統(tǒng)形成機(jī)制海陸熱力性質(zhì)差異導(dǎo)致的季節(jié)性氣壓差異主要分布區(qū)亞洲、澳大利亞、非洲和北美部分地區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)影響決定農(nóng)作物種植周期和生態(tài)系統(tǒng)特征亞洲季風(fēng)系統(tǒng)是全球最典型的季風(fēng)系統(tǒng)，分為東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)兩大子系統(tǒng)。夏季，亞洲大陸強(qiáng)烈增溫，形成熱低壓，海洋上的較冷空氣向陸地流動(dòng)，帶來(lái)水汽和降水；冬季則相反，大陸冷卻形成強(qiáng)大的高壓系統(tǒng)，冷空氣向海洋流動(dòng)，導(dǎo)致大陸地區(qū)冷干。季風(fēng)現(xiàn)象對(duì)亞洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響深遠(yuǎn)，中國(guó)、印度等國(guó)的農(nóng)作物生長(zhǎng)周期與季風(fēng)時(shí)間表密切相關(guān)。例如，中國(guó)南方的水稻種植嚴(yán)重依賴夏季風(fēng)帶來(lái)的充沛降水。季風(fēng)的異常（如來(lái)得早、晚或強(qiáng)度異常）可能導(dǎo)致嚴(yán)重的洪澇或干旱災(zāi)害，是亞洲地區(qū)重要的氣候風(fēng)險(xiǎn)因素。典型極端天氣災(zāi)害臺(tái)風(fēng)熱帶海洋上形成的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)風(fēng)暴系統(tǒng)，中心最大風(fēng)速可達(dá)33m/s以上。每年影響中國(guó)的臺(tái)風(fēng)約7-8個(gè)，主要在6-10月，對(duì)沿海和內(nèi)陸地區(qū)造成強(qiáng)風(fēng)、暴雨和風(fēng)暴潮災(zāi)害。2023年第5號(hào)臺(tái)風(fēng)"杜蘇芮"在福建登陸，影響華南多省。暴雨洪澇短時(shí)間內(nèi)降水量達(dá)50毫米以上的強(qiáng)降水現(xiàn)象，可引發(fā)山洪、內(nèi)澇和滑坡等次生災(zāi)害。中國(guó)南方梅雨季節(jié)和華北夏季雷暴易發(fā)生暴雨。2023年7月北京特大暴雨，24小時(shí)降水量突破歷史極值。干旱高溫長(zhǎng)時(shí)間無(wú)有效降水和持續(xù)高溫導(dǎo)致的災(zāi)害性天氣。2022年夏季，四川盆地和長(zhǎng)江中下游地區(qū)經(jīng)歷歷史罕見(jiàn)的持續(xù)高溫干旱，四川多地最高氣溫超過(guò)42°C，持續(xù)40°C以上高溫日數(shù)破歷史記錄。寒潮冰雪冬季強(qiáng)冷空氣南下導(dǎo)致的大范圍劇烈降溫和雨雪天氣。2008年1月南方雪災(zāi)影響中國(guó)17個(gè)省份，造成交通癱瘓、電力中斷等嚴(yán)重影響。寒潮常導(dǎo)致農(nóng)作物凍害和城市基礎(chǔ)設(shè)施損壞。氣象觀測(cè)體系地面觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)全球有約11,000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣象站，中國(guó)2,400余個(gè)國(guó)家級(jí)地面氣象站構(gòu)成基礎(chǔ)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)代自動(dòng)氣象站可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)、溫、濕、氣壓、降水等要素，數(shù)據(jù)每小時(shí)（甚至每10分鐘）自動(dòng)上傳至氣象中心。典型觀測(cè)儀器包括溫度計(jì)、濕度計(jì)、氣壓計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀、雨量器等。高空探測(cè)系統(tǒng)探空氣球是獲取高空氣象資料的傳統(tǒng)方法，通常每天兩次（北京時(shí)間08:00和20:00）在全球同步施放，攜帶的探空儀可測(cè)量不同高度的溫度、濕度、氣壓和風(fēng)向風(fēng)速，數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)模式至關(guān)重要。中國(guó)已建成120個(gè)探空站，覆蓋全國(guó)主要區(qū)域。衛(wèi)星觀測(cè)氣象衛(wèi)星分為極軌衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星兩大類。中國(guó)自主研發(fā)的風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星已形成完整體系，風(fēng)云四號(hào)地球同步衛(wèi)星覆蓋亞太地區(qū)，提供每5-15分鐘一次的云圖，實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流等災(zāi)害性天氣的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。衛(wèi)星遙感技術(shù)可獲取傳統(tǒng)觀測(cè)難以覆蓋的海洋、極地等地區(qū)數(shù)據(jù)。氣象雷達(dá)與衛(wèi)星遙感多普勒雷達(dá)原理多普勒氣象雷達(dá)基于多普勒效應(yīng)，不僅可測(cè)量降水強(qiáng)度，還能測(cè)定降水粒子的徑向速度。雷達(dá)發(fā)射微波脈沖，通過(guò)分析回波信號(hào)的頻率變化計(jì)算目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象目標(biāo)的精細(xì)探測(cè)。探測(cè)范圍：通常覆蓋300-460公里半徑分辨率：水平約為1公里，垂直可達(dá)0.5公里觀測(cè)頻率：通常每6-10分鐘一次完整掃描風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)是中國(guó)第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星系列，目前已發(fā)射五顆，其中風(fēng)云四號(hào)A星于2016年發(fā)射，是目前業(yè)務(wù)運(yùn)行的主力衛(wèi)星。該衛(wèi)星搭載多種先進(jìn)觀測(cè)設(shè)備，顯著提升了氣象觀測(cè)能力。高分辨率云圖：可見(jiàn)光0.5-1公里，紅外4公里觀測(cè)頻率：全圓盤(pán)掃描每15分鐘，區(qū)域加密觀測(cè)可達(dá)5分鐘光譜通道：14個(gè)波段，有效監(jiān)測(cè)云、氣溶膠、水汽等衛(wèi)星遙感應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)在氣象和氣候監(jiān)測(cè)中具有廣泛應(yīng)用，提供了傳統(tǒng)觀測(cè)難以獲取的全球尺度信息。近年來(lái)，遙感技術(shù)在生態(tài)氣象、水文氣象等交叉領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。大氣成分監(jiān)測(cè)：如溫室氣體、臭氧等濃度觀測(cè)地表特性監(jiān)測(cè)：如土壤濕度、植被覆蓋、城市熱島效應(yīng)等極端事件追蹤：如沙塵暴路徑、野火蔓延、洪水范圍等天氣預(yù)報(bào)基礎(chǔ)原理資料同化將來(lái)自地面站、高空探測(cè)、衛(wèi)星、雷達(dá)等不同觀測(cè)資料整合到統(tǒng)一的網(wǎng)格場(chǎng)，形成模式初始場(chǎng)。通過(guò)變分同化、集合同化等方法，克服觀測(cè)資料時(shí)空分布不均的問(wèn)題，最大限度提取有效信息。數(shù)值模擬利用流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組描述大氣運(yùn)動(dòng)和變化，通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)求解這些非線性偏微分方程組，模擬大氣未來(lái)狀態(tài)的演變過(guò)程。不同尺度模式分別針對(duì)全球、區(qū)域和局地進(jìn)行預(yù)報(bào)。后處理與釋用對(duì)數(shù)值模式輸出結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)校正和智能解析，轉(zhuǎn)化為具體天氣要素預(yù)報(bào)和預(yù)警信息。融合氣象學(xué)知識(shí)和歷史經(jīng)驗(yàn)，提升預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和應(yīng)用價(jià)值，最終形成面向公眾和專業(yè)部門(mén)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品。天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在過(guò)去幾十年取得顯著提高，根據(jù)世界氣象組織統(tǒng)計(jì)，五天預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率已接近三天預(yù)報(bào)20年前的水平。提升路徑主要包括觀測(cè)系統(tǒng)完善、數(shù)值模式優(yōu)化、計(jì)算能力提升和人工智能應(yīng)用等方面。中國(guó)氣象局2023年數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)72小時(shí)降水預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)85%，高溫預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)現(xiàn)代數(shù)值天氣預(yù)報(bào)建立在一系列全球和區(qū)域模式之上。全球模式如歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的IFS模式、美國(guó)的GFS模式、中國(guó)的GRAPES-GFS模式等，可提供3-15天的全球預(yù)報(bào)；區(qū)域模式如WRF、GRAPES-MESO等則聚焦特定區(qū)域，水平分辨率可達(dá)3公里以下，為短期精細(xì)化預(yù)報(bào)提供支持。近年來(lái)，人工智能技術(shù)在氣象預(yù)報(bào)中取得突破性進(jìn)展。以深度學(xué)習(xí)為代表的AI方法在處理衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波等圖像數(shù)據(jù)方面表現(xiàn)出色，尤其適合短臨預(yù)報(bào)。谷歌的MetNet和GraphCast、英國(guó)氣象局的NVIDIA合作項(xiàng)目等，在降水臨近預(yù)報(bào)和全球中期預(yù)報(bào)中分別展現(xiàn)出超越傳統(tǒng)方法的潛力。中國(guó)氣象局于2023年也推出了基于深度學(xué)習(xí)的"智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)"系統(tǒng)，結(jié)合傳統(tǒng)NWP和AI技術(shù)優(yōu)勢(shì)。氣候定義與氣候系統(tǒng)組成大氣圈氣候系統(tǒng)的核心組成部分，是氣候變化最直接的表現(xiàn)層，包括對(duì)流層、平流層等各層結(jié)構(gòu)。大氣的熱力和動(dòng)力過(guò)程直接影響天氣和氣候，其化學(xué)成分變化影響輻射平衡。水圈包括海洋、江河湖泊、冰川和地下水等。海洋覆蓋地球71%表面，是最大的熱量吸收和儲(chǔ)存庫(kù)，通過(guò)洋流輸送熱量，調(diào)節(jié)全球氣候。深海環(huán)流變化可能觸發(fā)千年尺度氣候震蕩。巖石圈地球表面的固體部分，包括大陸和海底。通過(guò)火山活動(dòng)、風(fēng)化作用影響大氣成分。地形地貌特征影響局地氣候，大洲分布決定大尺度氣候格局。生物圈地球上所有生物及其活動(dòng)。植被通過(guò)蒸騰作用、光合作用影響水循環(huán)和碳循環(huán)；海洋生物吸收二氧化碳影響碳匯；人類活動(dòng)則是當(dāng)前氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。冰凍圈包括極地冰蓋、山地冰川、海冰和凍土。具有高反照率，對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率高達(dá)80-90%。冰凍圈的消長(zhǎng)通過(guò)反饋機(jī)制放大氣候變化信號(hào)。氣候類型的全球分布柯本氣候分類柯本氣候分類系統(tǒng)是一個(gè)基于溫度和降水特征的氣候分類方法，由德國(guó)氣象學(xué)家弗拉基米爾·柯本于1884年首次提出，后經(jīng)多次修訂完善。該系統(tǒng)將全球氣候分為五大類，每類再細(xì)分為若干亞類。A類：熱帶氣候，全年溫暖，無(wú)冬季B類：干旱和半干旱氣候，蒸發(fā)量大于降水量C類：溫帶氣候，冬季溫和D類：大陸性氣候，冬季寒冷E類：極地氣候，無(wú)真正夏季中國(guó)氣候類型中國(guó)幅員遼闊，氣候類型豐富多樣，從熱帶到寒帶、從濕潤(rùn)到干旱區(qū)氣候類型均有分布。中國(guó)氣候主要受季風(fēng)環(huán)流、地形和緯度位置三大因素影響，形成獨(dú)特的氣候格局。東部季風(fēng)氣候區(qū)：四季分明，降水集中西北干旱半干旱氣候區(qū)：降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈青藏高原高山氣候區(qū)：高寒缺氧，日照強(qiáng)烈華南熱帶亞熱帶氣候區(qū)：終年溫暖濕潤(rùn)東北溫帶大陸性氣候：冬季嚴(yán)寒漫長(zhǎng)氣候分類在農(nóng)業(yè)規(guī)劃、生態(tài)管理、城市設(shè)計(jì)等方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。了解不同區(qū)域的氣候特征，有助于實(shí)現(xiàn)因地制宜的可持續(xù)發(fā)展策略。隨著全球變暖，氣候帶界限正在發(fā)生變化，部分地區(qū)氣候類型面臨轉(zhuǎn)變的風(fēng)險(xiǎn)。全球變暖現(xiàn)象1.1°C全球升溫相比工業(yè)化前（1850-1900年）水平2022前五熱年全部出現(xiàn)在2015年之后0.2°C每十年升溫近50年全球平均升溫速率8.9mm年海平面上升2013-2022年間平均速率根據(jù)IPCC（政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)）第六次評(píng)估報(bào)告，全球變暖現(xiàn)象已毫無(wú)疑問(wèn)。2011-2020年是有氣象記錄以來(lái)最暖的十年，其中2020年與2016年并列為最暖年份。多項(xiàng)指標(biāo)顯示變暖正在加速：北極海冰面積持續(xù)減少，冰川退縮加快，極端高溫事件頻率和強(qiáng)度增加。變暖呈現(xiàn)明顯的空間差異，陸地變暖快于海洋，高緯度變暖快于低緯度。北極地區(qū)升溫速率約為全球平均值的兩倍多，被稱為"北極放大效應(yīng)"。這些變化不僅影響氣溫，還導(dǎo)致降水模式改變、海平面上升和極端天氣事件增加，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)造成廣泛影響。溫室效應(yīng)及溫室氣體太陽(yáng)輻射短波輻射穿透大氣到達(dá)地表地表加熱地表吸收短波輻射后升溫地表長(zhǎng)波輻射地表發(fā)射紅外長(zhǎng)波輻射溫室氣體截留溫室氣體吸收長(zhǎng)波輻射并再輻射5大氣增溫部分輻射返回地表使溫度升高溫室氣體是能吸收地表發(fā)出的長(zhǎng)波輻射并再輻射的大氣組分。主要溫室氣體包括二氧化碳(CO?)、甲烷(CH?)、氧化亞氮(N?O)、氫氟碳化物(HFCs)等。根據(jù)世界氣象組織大氣溫室氣體公報(bào)，2022年全球大氣二氧化碳濃度達(dá)到417ppm，比工業(yè)化前水平高出約50%；甲烷濃度達(dá)到1908ppb，是工業(yè)化前的2.6倍。不同溫室氣體的溫室效應(yīng)潛能差異顯著。以100年尺度計(jì)算，甲烈的溫室效應(yīng)是二氧化碳的28倍，氧化亞氮是二氧化碳的265倍。人為活動(dòng)如化石燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)和土地利用變化等導(dǎo)致溫室氣體濃度持續(xù)上升，是當(dāng)前全球變暖的主要驅(qū)動(dòng)因素。海洋與大氣相互作用厄爾尼諾現(xiàn)象厄爾尼諾是赤道中東太平洋海水異常變暖的現(xiàn)象，通常持續(xù)9-12個(gè)月，每2-7年發(fā)生一次。當(dāng)厄爾尼諾發(fā)生時(shí)，太平洋赤道地區(qū)的沃克環(huán)流減弱，東太平洋上升氣流增強(qiáng)，導(dǎo)致秘魯、厄瓜多爾等地降水增多，而印度尼西亞、澳大利亞?wèn)|部等地則容易干旱。熱鹽環(huán)流熱鹽環(huán)流是由海水溫度和鹽度差異驅(qū)動(dòng)的全球海洋深層環(huán)流系統(tǒng)，像一條"大洋傳送帶"輸送熱量和物質(zhì)。北大西洋深水形成是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，那里的海水因冷卻和蒸發(fā)變得密度大而下沉。這一環(huán)流系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)全球氣候至關(guān)重要，其變化可能引發(fā)大尺度氣候變化。海氣通量交換海洋與大氣間不斷進(jìn)行著動(dòng)量、熱量和物質(zhì)的交換。海洋吸收約93%的增加的熱量，在調(diào)節(jié)全球變暖速率方面起著"緩沖器"作用。同時(shí)，海洋吸收了約30%的人為排放二氧化碳，減緩了大氣CO?濃度上升，但導(dǎo)致海洋酸化問(wèn)題。海氣相互作用的關(guān)鍵區(qū)域如赤道太平洋、北大西洋等被稱為氣候系統(tǒng)的"熱點(diǎn)"。氣候變率與極端氣候氣候變率是指氣候系統(tǒng)內(nèi)部的自然波動(dòng)，表現(xiàn)為不同時(shí)間尺度上的氣候要素變化。典型的年際變率包括ENSO（厄爾尼諾-南方濤動(dòng)）、NAO（北大西洋濤動(dòng)）和AO（北極濤動(dòng)）等；年代際變率則包括PDO（太平洋年代際振蕩）和AMO（大西洋多年代際振蕩）等。這些自然變率與人為氣候變化相互疊加，共同影響全球和區(qū)域氣候特征。近年來(lái)，極端氣候事件呈現(xiàn)明顯增多趨勢(shì)。根據(jù)世界氣象組織統(tǒng)計(jì)，2020-2023年期間，全球記錄了多項(xiàng)極端高溫記錄。2023年7月成為有記錄以來(lái)全球最熱月份，非洲、歐洲、北美和亞洲多地出現(xiàn)罕見(jiàn)熱浪。同時(shí)，極端降水和干旱事件的頻率和強(qiáng)度也有所增加。研究表明，人為氣候變化通過(guò)改變大氣環(huán)流和水汽含量，增加了許多類型極端事件的風(fēng)險(xiǎn)。氣候變化的觀測(cè)證據(jù)氣候變化的觀測(cè)證據(jù)來(lái)自多個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集。全球地表溫度記錄顯示過(guò)去140年明顯升溫趨勢(shì)，尤其是1980年代以來(lái)加速明顯；高空探測(cè)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)證實(shí)對(duì)流層變暖而平流層變冷，符合溫室氣體增加導(dǎo)致的輻射強(qiáng)迫變化特征；降水觀測(cè)表明全球降水模式發(fā)生變化，濕潤(rùn)地區(qū)更濕，干旱地區(qū)更干。最直觀的證據(jù)來(lái)自冰凍圈和海平面變化。北極海冰夏季面積以每10年約13%的速率減少；格陵蘭和南極冰蓋質(zhì)量流失加速，每年共同導(dǎo)致約1.5毫米海平面上升；全球冰川普遍退縮，尤其是熱帶和中緯度山地冰川。衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)顯示，1993年以來(lái)全球平均海平面上升速率約為3.3毫米/年，近30年累計(jì)上升近10厘米，其中近十年加速至4.5毫米/年。氣候模式與預(yù)測(cè)全球氣候模式全球氣候模式(GCM)是基于大氣物理學(xué)基本原理構(gòu)建的三維數(shù)值模擬工具，可模擬大氣、海洋、陸地和冰凍圈的相互作用。最早的GCM誕生于1960年代，僅包含大氣成分；現(xiàn)代GCM已發(fā)展為包含多圈層的地球系統(tǒng)模式(ESM)，能夠模擬碳循環(huán)、生物地球化學(xué)循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等復(fù)雜過(guò)程。當(dāng)前全球有約30個(gè)氣候研究中心開(kāi)發(fā)維護(hù)氣候模式。國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃(CMIP)為模式間比較提供標(biāo)準(zhǔn)化框架，目前已進(jìn)行到第六階段(CMIP6)，為IPCC第六次評(píng)估報(bào)告提供科學(xué)支持。不確定性與集合預(yù)測(cè)氣候預(yù)測(cè)面臨多種不確定性來(lái)源：自然氣候變率、模式結(jié)構(gòu)差異、參數(shù)化方案選擇和未來(lái)排放情景等。為量化和減少不確定性，科學(xué)家采用集合預(yù)測(cè)方法，綜合多個(gè)模式、多組參數(shù)和多種初始條件的結(jié)果，以概率形式表達(dá)預(yù)測(cè)結(jié)果。面向用戶的氣候預(yù)測(cè)產(chǎn)品已從傳統(tǒng)的氣候均值預(yù)測(cè)擴(kuò)展到極端事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。區(qū)域氣候模式和統(tǒng)計(jì)降尺度方法用于提供更高分辨率的本地化氣候預(yù)測(cè)，支持適應(yīng)規(guī)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理。中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心定期發(fā)布月、季、年尺度氣候預(yù)測(cè)，為國(guó)家重大決策和行業(yè)規(guī)劃提供服務(wù)。碳循環(huán)與碳中和大氣碳主要以CO?形式存在，約860Gt碳，每年增加4.7Gt陸地生物圈約2,500Gt碳，通過(guò)光合作用吸收，呼吸釋放海洋約38,000Gt碳，最大碳庫(kù)，年吸收人為排放25%人類活動(dòng)化石燃料燃燒和土地利用變化每年排放11Gt碳碳中和行動(dòng)減排與增匯并舉，平衡人為碳排放碳中和是指在一定時(shí)間內(nèi)，人為碳排放量與碳移除量相等，實(shí)現(xiàn)溫室氣體"凈零排放"。中國(guó)已明確提出"30·60"雙碳目標(biāo)：力爭(zhēng)2030年前碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這一目標(biāo)要求中國(guó)在不到40年時(shí)間內(nèi)完成發(fā)達(dá)國(guó)家計(jì)劃用70-100年實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)型，挑戰(zhàn)巨大。氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響物候期變化北半球中高緯度地區(qū)春季物候期普遍提前，秋季物候期延后，生長(zhǎng)季延長(zhǎng)。中國(guó)華北地區(qū)植物春季發(fā)芽和開(kāi)花時(shí)間平均每10年提前2-4天。物候變化導(dǎo)致物種間生態(tài)同步性被打破，如植物開(kāi)花與傳粉昆蟲(chóng)活動(dòng)時(shí)間錯(cuò)位，影響繁殖成功率。物種分布遷移陸地物種平均以每10年16公里的速度向兩極或高海拔遷移。青藏高原珍稀物種雪豹的適宜棲息地預(yù)計(jì)到2070年將減少約23%；北極熊因海冰減少面臨棲息地喪失和獵食困難。海洋物種遷移速率更快，平均每10年約72公里，導(dǎo)致漁業(yè)資源分布重組。生態(tài)系統(tǒng)退化全球約14%的珊瑚礁在1998-2017年間因海水變暖導(dǎo)致白化而死亡。熱帶雨林因干旱增加面臨火災(zāi)頻率上升風(fēng)險(xiǎn)，亞馬遜雨林部分地區(qū)已從碳匯轉(zhuǎn)為碳源。高山和極地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化特別敏感，青藏高原多年凍土區(qū)活動(dòng)層厚度以每10年約15厘米的速率增加。氣候變化引發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)變化不僅影響生物多樣性，還通過(guò)反饋機(jī)制影響氣候系統(tǒng)本身。例如，北方泥炭地解凍釋放甲烷、森林退化減少碳匯、海洋溫度升高降低碳吸收能力等，都可能加速全球變暖進(jìn)程，形成正反饋循環(huán)。保護(hù)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)是應(yīng)對(duì)氣候變化的自然解決方案之一。氣候變化對(duì)人類社會(huì)的影響糧食安全氣候變化通過(guò)改變作物生長(zhǎng)季節(jié)、增加干旱和洪水風(fēng)險(xiǎn)、影響病蟲(chóng)害發(fā)生等途徑影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。研究顯示，全球主要糧食作物中，每升溫1°C，小麥產(chǎn)量平均下降6%，玉米下降7.4%，水稻下降3.2%。熱帶和亞熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)受影響最為嚴(yán)重，而部分高緯度地區(qū)可能受益于生長(zhǎng)季延長(zhǎng)。健康風(fēng)險(xiǎn)高溫?zé)崂嗽黾有难芗膊★L(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)生產(chǎn)力損失；媒介生物分布變化擴(kuò)大瘧疾、登革熱等傳染病范圍；空氣質(zhì)量下降加劇呼吸系統(tǒng)疾病。2021年《柳葉刀》報(bào)告指出，受極端高溫影響的老年人數(shù)量在過(guò)去20年增加近50%，相關(guān)超額死亡數(shù)以十萬(wàn)計(jì)?；A(chǔ)設(shè)施海平面上升威脅沿海城市和基礎(chǔ)設(shè)施；強(qiáng)降水增加洪水風(fēng)險(xiǎn)；極端溫度影響交通和能源系統(tǒng)。預(yù)計(jì)到2100年，全球因海平面上升面臨風(fēng)險(xiǎn)的沿海資產(chǎn)價(jià)值將超過(guò)35萬(wàn)億美元，約1.27億人可能因此流離失所。經(jīng)濟(jì)損失據(jù)保險(xiǎn)公司瑞士再保險(xiǎn)估計(jì)，2023年全球氣候相關(guān)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失約3400億美元，其中超過(guò)40%未獲保險(xiǎn)保障。氣候變化預(yù)計(jì)每年將降低全球GDP增長(zhǎng)0.23個(gè)百分點(diǎn)，到2050年累計(jì)損失達(dá)約23萬(wàn)億美元。影響分布極不均衡，低收入國(guó)家承受的相對(duì)損失最大。城市氣候問(wèn)題城市熱島效應(yīng)城市熱島效應(yīng)是指城市區(qū)域溫度顯著高于周圍鄉(xiāng)村地區(qū)的現(xiàn)象。在中國(guó)大型城市，城市中心區(qū)溫度平均比郊區(qū)高2-4°C，極端情況可達(dá)8°C以上。這種效應(yīng)由多種因素造成：建筑和道路的高熱容量材料儲(chǔ)存更多熱量；城市幾何形狀減少散熱；人工熱源如空調(diào)、交通和工業(yè)活動(dòng)釋放額外熱量；減少的植被覆蓋導(dǎo)致蒸騰冷卻減弱。城市洪澇問(wèn)題城市不透水表面比例高，地下水補(bǔ)給減少而地表徑流增加，加上排水系統(tǒng)老化或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不足，使得強(qiáng)降水常導(dǎo)致城市內(nèi)澇。2021年鄭州"7·20"特大暴雨事件中，小時(shí)降水量達(dá)201.9毫米，超過(guò)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，造成地鐵和隧道積水以及廣泛內(nèi)澇。隨著氣候變化，強(qiáng)降水事件頻率增加，城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)上升。空氣污染與氣象條件城市空氣質(zhì)量受氣象條件顯著影響。穩(wěn)定的大氣層結(jié)、逆溫、弱風(fēng)等不利擴(kuò)散條件常導(dǎo)致污染物累積。北京冬季常在冷高壓控制下形成持續(xù)重污染天氣；而夏季西南季風(fēng)帶來(lái)清潔空氣。氣候變化可能通過(guò)改變大氣環(huán)流和穩(wěn)定度影響污染物擴(kuò)散條件，在某些地區(qū)加劇空氣污染問(wèn)題。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與防控綜合減災(zāi)多部門(mén)協(xié)作與社會(huì)共治預(yù)警發(fā)布多渠道及時(shí)精準(zhǔn)發(fā)布預(yù)警信息監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)加強(qiáng)災(zāi)害孕育監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)預(yù)報(bào)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估構(gòu)建氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)和圖譜中國(guó)建立了較為完善的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控體系。國(guó)家預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)可通過(guò)電視、廣播、手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等渠道迅速向公眾發(fā)布預(yù)警信息；"智慧氣象"工程應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能提升預(yù)警精度和時(shí)效；突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)整合29個(gè)部委和1751個(gè)縣級(jí)預(yù)警發(fā)布單位，實(shí)現(xiàn)氣象、地質(zhì)、森林火災(zāi)等預(yù)警信息"一鍵發(fā)布"。中國(guó)氣象災(zāi)害分級(jí)預(yù)警采用四色預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)：藍(lán)色（一般）、黃色（較重）、橙色（嚴(yán)重）和紅色（特別嚴(yán)重）。氣象部門(mén)還與防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急管理、水利、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生等部門(mén)建立了聯(lián)動(dòng)機(jī)制，根據(jù)預(yù)警等級(jí)啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急響應(yīng)程序。例如，臺(tái)風(fēng)紅色預(yù)警發(fā)布后，沿海地區(qū)將關(guān)閉學(xué)校、停工停產(chǎn)、轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)區(qū)域人員。應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際合作1《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(1992)在里約地球峰會(huì)上通過(guò)，確立"共同但有區(qū)別的責(zé)任"原則，為后續(xù)氣候治理奠定基礎(chǔ)。2《京都議定書(shū)》(1997)首次為發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)定具有法律約束力的減排目標(biāo)，引入市場(chǎng)機(jī)制。3《巴黎協(xié)定》(2015)標(biāo)志著全球氣候治理新模式，確立了將全球溫升控制在2°C以內(nèi)、努力限制在1.5°C的目標(biāo)。采用自下而上的國(guó)家自主貢獻(xiàn)方式，兼顧發(fā)展中國(guó)家關(guān)切。4格拉斯哥氣候公約(2021)COP26達(dá)成，首次明確提出逐步減少煤炭使用，加強(qiáng)各國(guó)2030年減排目標(biāo)。中國(guó)積極參與全球氣候治理,已連續(xù)發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書(shū)。中國(guó)承諾力爭(zhēng)2030年前碳達(dá)峰，2060年前碳中和，并采取一系列具體措施:構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)；推動(dòng)工業(yè)、建筑、交通等重點(diǎn)領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型；實(shí)施大規(guī)模國(guó)土綠化行動(dòng)。歐盟提出"歐洲綠色協(xié)議"，計(jì)劃2050年實(shí)現(xiàn)碳中和；美國(guó)重返《巴黎協(xié)定》，承諾2050年凈零排放，并通過(guò)"降低通脹法案"支持清潔能源發(fā)展。這些主要經(jīng)濟(jì)體的氣候承諾和政策，對(duì)全球減排進(jìn)程具有重要推動(dòng)作用。氣候變化與可持續(xù)發(fā)展氣候變化與聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDGs)密切相關(guān)，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)之一。氣候行動(dòng)(SDG13)不僅是單獨(dú)目標(biāo)，還與消除貧困(SDG1)、零饑餓(SDG2)、健康福祉(SDG3)、清潔能源(SDG7)、可持續(xù)城市(SDG11)等多個(gè)目標(biāo)交叉關(guān)聯(lián)。減緩和適應(yīng)氣候變化的行動(dòng)，如發(fā)展可再生能源、提高能效、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)等，能為實(shí)現(xiàn)多個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)創(chuàng)造協(xié)同效益。中國(guó)綠色轉(zhuǎn)型路徑強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)性變革，重點(diǎn)包括：能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，大力發(fā)展風(fēng)電、光伏、水電等清潔能源，2022年可再生能源裝機(jī)容量已突破10億千瓦；工業(yè)綠色升級(jí)，推行清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；交通低碳化，建設(shè)全球最大規(guī)模電動(dòng)汽車市場(chǎng)和高速鐵路網(wǎng)絡(luò)；城鄉(xiāng)建設(shè)綠色化，推廣綠色建筑和低碳社區(qū)；生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力提升，實(shí)施大規(guī)模國(guó)土綠化。中國(guó)的氣象事業(yè)發(fā)展建設(shè)初期（1950-1970年代）新中國(guó)成立后，氣象事業(yè)從零起步，1949年設(shè)立中央氣象局，開(kāi)始建立全國(guó)氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。1959年發(fā)射第一個(gè)探空氣球，標(biāo)志著高空氣象探測(cè)能力形成。文革期間發(fā)展緩慢，但1970年中國(guó)第一顆氣象衛(wèi)星地面接收站建成，開(kāi)啟了衛(wèi)星氣象時(shí)代?？焖侔l(fā)展期（1980-2000年代）改革開(kāi)放后，氣象現(xiàn)代化進(jìn)程加速。1988年"風(fēng)云一號(hào)"氣象衛(wèi)星成功發(fā)射，使中國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有獨(dú)立氣象衛(wèi)星的國(guó)家。1995年開(kāi)始實(shí)施"氣象科技跨越計(jì)劃"，引進(jìn)超級(jí)計(jì)算機(jī)，建立數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)。2000年成立中國(guó)氣象局，氣象服務(wù)體系初步形成?，F(xiàn)代化建設(shè)（2000年至今）進(jìn)入新世紀(jì)，中國(guó)氣象事業(yè)進(jìn)入跨越式發(fā)展階段。建成全球最大的氣象雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)，擁有230多部新一代天氣雷達(dá)。風(fēng)云氣象衛(wèi)星系列發(fā)展至四代，已形成17顆在軌衛(wèi)星組網(wǎng)觀測(cè)能力，覆蓋全球。自主研發(fā)的GRAPES全球數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，精度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。"智慧氣象"建設(shè)全面推進(jìn)，氣象大數(shù)據(jù)和人工智能應(yīng)用顯著提升服務(wù)能力。中國(guó)主要?dú)夂驇Ъ暗貐^(qū)特色季風(fēng)氣候區(qū)中國(guó)東部地區(qū)受季風(fēng)環(huán)流影響顯著，形成典型的季風(fēng)氣候特征。冬季，受西伯利亞高壓控制，盛行偏北風(fēng)，天氣寒冷干燥；夏季，受副熱帶高壓和熱帶海洋氣團(tuán)影響，盛行偏南風(fēng)，高溫多雨。降水季節(jié)性分配不均，夏季降水占全年的60-80%。從南到北可細(xì)分為熱帶季風(fēng)、亞熱帶季風(fēng)和溫帶季風(fēng)氣候。干旱半干旱氣候區(qū)主要分布在西北內(nèi)陸地區(qū)，遠(yuǎn)離海洋，受中緯度高壓帶控制，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈。年降水量多在400毫米以下，部分地區(qū)不足50毫米。日照充足，晝夜溫差大，是中國(guó)干旱最嚴(yán)重的地區(qū)。典型區(qū)域包括塔里木盆地、柴達(dá)木盆地等，當(dāng)?shù)匾揽可絽^(qū)融水發(fā)展綠洲農(nóng)業(yè)。青藏高原氣候青藏高原平均海拔超過(guò)4000米，形成獨(dú)特的高原山地氣候。氣溫低，年平均氣溫多在0℃以下；輻射強(qiáng)，日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度高；氣溫日變化大，有"一天有四季"之說(shuō)；冬長(zhǎng)夏短，氣候垂直變化顯著。青藏高原被稱為"亞洲水塔"和"天然氣象臺(tái)"，是亞洲多條大河發(fā)源地，對(duì)東亞乃至北半球氣候有重要影響。其隆升形成的熱力和動(dòng)力作用是亞洲季風(fēng)系統(tǒng)形成的重要因素。中國(guó)典型氣象事件事件名稱發(fā)生時(shí)間影響范圍主要特征長(zhǎng)江流域特大洪水1998年夏季長(zhǎng)江中下游地區(qū)持續(xù)強(qiáng)降水，洪峰高，歷時(shí)長(zhǎng)南方冰雪災(zāi)害2008年1-2月中國(guó)南方17省區(qū)低溫、雨雪冰凍災(zāi)害，破壞力空前成渝極端高溫2022年夏季四川、重慶等地持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度大，范圍廣華北強(qiáng)沙塵暴2021年3月華北、東北地區(qū)能見(jiàn)度低，PM10濃度極高河南特大暴雨2021年7月鄭州等豫北地區(qū)小時(shí)降水201.9毫米，破歷史記錄2022年夏季成渝地區(qū)經(jīng)歷了有氣象記錄以來(lái)最嚴(yán)重的持續(xù)高溫事件。重慶連續(xù)高溫日數(shù)達(dá)45天，最高氣溫達(dá)到44.5℃；四川盆地大面積出現(xiàn)40℃以上高溫。高溫伴隨嚴(yán)重干旱，長(zhǎng)江上游來(lái)水量大幅減少，多條支流斷流，導(dǎo)致水電供應(yīng)緊張，對(duì)產(chǎn)業(yè)和居民生活造成重大影響。這一極端事件形成的主要原因是異常強(qiáng)大的副熱帶高壓長(zhǎng)時(shí)間控制四川盆地，加上地形抬升增溫和城市熱島效應(yīng)的共同作用。研究表明，在全球變暖背景下，類似極端高溫事件的發(fā)生概率明顯增加，預(yù)計(jì)未來(lái)此類事件頻率和強(qiáng)度還將進(jìn)一步上升。生態(tài)氣象與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)中國(guó)建成覆蓋全國(guó)的農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，包括2000多個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)氣象站和數(shù)萬(wàn)個(gè)自動(dòng)農(nóng)業(yè)氣象站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣溫、降水、土壤水分、作物生長(zhǎng)等指標(biāo)。氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠大范圍監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況、干旱區(qū)域和災(zāi)害影響，為宏觀決策提供支持。農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，包括農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警、適宜播種期預(yù)報(bào)、病蟲(chóng)害氣象條件預(yù)報(bào)等。服務(wù)精度和時(shí)效性不斷提高，如凍害預(yù)報(bào)提前時(shí)間從3天延長(zhǎng)至7天，為農(nóng)民提供充足防災(zāi)減災(zāi)準(zhǔn)備時(shí)間。智能精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，發(fā)展智能化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。如黑龍江建設(shè)的"智慧農(nóng)田"項(xiàng)目，通過(guò)微型氣象站、傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)局地農(nóng)田小氣候，與灌溉系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水資源精準(zhǔn)調(diào)配，節(jié)水30%以上，同時(shí)提高作物產(chǎn)量10-15%。氣候資源利用基于氣候條件和農(nóng)作物生長(zhǎng)需求，開(kāi)展農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和品種布局。如新疆利用晝夜溫差大的氣候特點(diǎn)發(fā)展優(yōu)質(zhì)果品，內(nèi)蒙古草原帶根據(jù)降水量變化調(diào)整牧草管理方式，實(shí)現(xiàn)氣候資源最優(yōu)化利用。大氣污染與氣象條件PM2.5濃度(μg/m3)平均風(fēng)速(m/s)氣象條件是影響大氣污染形成和擴(kuò)散的關(guān)鍵因素。風(fēng)速、濕度、大氣穩(wěn)定度和邊界層高度等因素直接決定了污染物的擴(kuò)散和累積情況。北京冬季重污染天氣通常與以下氣象條件相關(guān)：地面弱風(fēng)或靜風(fēng)，水平擴(kuò)散能力弱；溫度逆增，垂直擴(kuò)散受限；相對(duì)濕度高，促進(jìn)二次污染物形成。研究表明，當(dāng)?shù)孛骘L(fēng)速低于2米/秒，混合層高度低于500米時(shí)，空氣質(zhì)量顯著惡化。霾天氣是大氣污染的典型表現(xiàn)，主要由細(xì)顆粒物(PM2.5)、硫酸鹽、硝酸鹽等次生氣溶膠組成。霾形成的氣象條件包括：高濕度環(huán)境有利于硝酸鹽等吸濕增長(zhǎng)；冷空氣活動(dòng)減弱，污染物停留時(shí)間延長(zhǎng)；逆溫層形成，抑制垂直擴(kuò)散。氣象部門(mén)已開(kāi)發(fā)基于數(shù)值模式和人工智能的空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng)，可提前48-72小時(shí)預(yù)測(cè)污染過(guò)程，為污染防控提供科學(xué)支持。大氣探測(cè)新技術(shù)激光雷達(dá)激光雷達(dá)利用激光脈沖探測(cè)大氣，能夠?qū)崿F(xiàn)氣溶膠、云、水汽等大氣成分的高精度垂直剖面觀測(cè)。中國(guó)氣象科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的多波長(zhǎng)拉曼偏振激光雷達(dá)系統(tǒng)，可同時(shí)探測(cè)氣溶膠物理特性、云微物理參數(shù)和大氣水汽廓線，垂直分辨率達(dá)到7.5米，為云雨物理過(guò)程和大氣污染研究提供重要數(shù)據(jù)。高分辨率氣溶膠廓線觀測(cè)云高、云厚和云相態(tài)識(shí)別邊界層結(jié)構(gòu)和演變監(jiān)測(cè)氣象無(wú)人機(jī)氣象無(wú)人機(jī)是近年發(fā)展迅速的大氣立體探測(cè)平臺(tái)，可攜帶多種氣象傳感器，獲取常規(guī)觀測(cè)難以覆蓋的中低層大氣數(shù)據(jù)。中國(guó)已研發(fā)多型氣象專用無(wú)人機(jī)，包括固定翼、旋翼和垂直起降型，飛行高度從近地面到7000米不等，可執(zhí)行臺(tái)風(fēng)、暴雨等惡劣天氣下的探測(cè)任務(wù)。邊界層精細(xì)結(jié)構(gòu)觀測(cè)危險(xiǎn)天氣系統(tǒng)內(nèi)部探測(cè)山區(qū)復(fù)雜地形氣象監(jiān)測(cè)人工智能分析人工智能技術(shù)在氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和分析中應(yīng)用日益廣泛。深度學(xué)習(xí)算法可從雷達(dá)回波、衛(wèi)星云圖中識(shí)別對(duì)流云團(tuán)發(fā)展演變特征；計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)閃電、冰雹等災(zāi)害性天氣的自動(dòng)識(shí)別；自然語(yǔ)言處理技術(shù)用于氣象知識(shí)圖譜構(gòu)建和天氣描述自動(dòng)生成。超高分辨率資料智能降尺度復(fù)雜氣象圖像特征自動(dòng)提取多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析氣候變化與健康關(guān)聯(lián)熱浪健康影響極端高溫對(duì)健康危害最為直接。熱浪可導(dǎo)致熱射病、熱衰竭等熱相關(guān)疾病，尤其威脅老人、兒童和有基礎(chǔ)疾病的人群。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，21世紀(jì)前20年，全球65歲以上人口因熱暴露導(dǎo)致的死亡率增加了50%以上。在中國(guó)，2022年長(zhǎng)江流域持續(xù)高溫期間，多個(gè)城市報(bào)告心腦血管疾病急診量增加20-30%。空氣質(zhì)量變化氣候變化通過(guò)多種途徑影響空氣質(zhì)量：高溫促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)，增加臭氧濃度；干旱增加野火風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生煙塵污染；氣溫升高延長(zhǎng)過(guò)敏原植物的花粉季節(jié)。研究顯示，中國(guó)每年約有120萬(wàn)人死亡與空氣污染相關(guān)，氣候變化可能加劇這一健康負(fù)擔(dān)。在北京，臭氧濃度與日最高氣溫呈顯著正相關(guān)，每升溫1°C，臭氧濃度平均上升4-7μg/m3。傳染病擴(kuò)散氣候變暖使許多媒介生物的適宜生存區(qū)域北移擴(kuò)大。中國(guó)南方登革熱傳播媒介白紋伊蚊的分布北界已從長(zhǎng)江流域向淮河流域推進(jìn)；華北地區(qū)瘧疾風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積擴(kuò)大；西南山區(qū)鼠疫自然疫源地的活躍度也有所增加。氣溫上升還可能延長(zhǎng)病媒活躍期，增加傳染病暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。世界衛(wèi)生組織預(yù)計(jì)，到2050年，氣候變化將導(dǎo)致全球每年新增25萬(wàn)例與氣候相關(guān)的死亡。氣象與氣候信息服務(wù)公眾氣象服務(wù)中國(guó)氣象局建立了多層次公眾氣象服務(wù)體系，通過(guò)氣象網(wǎng)站、手機(jī)應(yīng)用、短信、電視等渠道發(fā)布天氣預(yù)報(bào)和災(zāi)害預(yù)警。"中國(guó)天氣"APP日活躍用戶超過(guò)2000萬(wàn)，天氣信息日訪問(wèn)量超過(guò)10億次。服務(wù)內(nèi)容從傳統(tǒng)的溫度、降水?dāng)U展到紫外線指數(shù)、穿衣指數(shù)、旅游氣象等生活氣象指數(shù)，滿足公眾多樣化需求。行業(yè)氣象服務(wù)針對(duì)農(nóng)業(yè)、交通、能源、旅游等行業(yè)的專業(yè)氣象服務(wù)不斷深化。例如，為高鐵提供沿線風(fēng)速、降水等精細(xì)化預(yù)報(bào)，保障高鐵安全運(yùn)行；為電網(wǎng)提供雷電、覆冰、風(fēng)災(zāi)等預(yù)警，支持電網(wǎng)調(diào)度；為農(nóng)業(yè)提供農(nóng)時(shí)、災(zāi)害和病蟲(chóng)害氣象條件預(yù)報(bào)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這些定制化服務(wù)顯著提升了相關(guān)行業(yè)的氣象風(fēng)險(xiǎn)管理能力。氣候風(fēng)險(xiǎn)服務(wù)氣候風(fēng)險(xiǎn)服務(wù)關(guān)注中長(zhǎng)期氣候變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響。典型產(chǎn)品包括月、季和年尺度氣候預(yù)測(cè)，極端天氣氣候事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及氣候變化影響與適應(yīng)評(píng)估等。中國(guó)氣象局氣候中心定期發(fā)布全國(guó)氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖和氣候變化藍(lán)皮書(shū)，為宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。金融和保險(xiǎn)行業(yè)也越來(lái)越多地利用氣候信息進(jìn)行投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。現(xiàn)代氣象信息服務(wù)正朝著"精準(zhǔn)化、個(gè)性化、智能化"方向發(fā)展。大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用使氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)更加精細(xì)，如"網(wǎng)格預(yù)報(bào)"可提供公里級(jí)分辨率的預(yù)報(bào)產(chǎn)品；物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)促進(jìn)氣象信息獲取和傳播更加便捷；區(qū)塊鏈等技術(shù)在氣象數(shù)據(jù)共享與交易中的應(yīng)用也在探索中。預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)氣象信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)5000億元人民幣。高影響天氣預(yù)報(bào)難點(diǎn)與進(jìn)展15分鐘強(qiáng)對(duì)流預(yù)警雷達(dá)外推平均提前時(shí)間2-3小時(shí)暴雨預(yù)警精細(xì)化定量預(yù)報(bào)有效時(shí)間24-36小時(shí)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)較準(zhǔn)確預(yù)報(bào)提前時(shí)間10米城市預(yù)報(bào)數(shù)字孿生模擬最高分辨率局地性強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)是當(dāng)前氣象預(yù)報(bào)最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之一。雷暴、冰雹、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣空間尺度?。◣装倜椎綆资铮瑫r(shí)間尺度短（分鐘到小時(shí)級(jí)），傳統(tǒng)數(shù)值模式難以準(zhǔn)確捕捉其觸發(fā)和演變過(guò)程。中國(guó)氣象局開(kāi)發(fā)的新一代強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警系統(tǒng)(SWAN)結(jié)合雷達(dá)外推、中尺度數(shù)值模式和深度學(xué)習(xí)方法，將強(qiáng)對(duì)流預(yù)警提前時(shí)間從5-10分鐘提高到15-20分鐘，為群眾避險(xiǎn)爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。數(shù)字孿生城市大氣實(shí)時(shí)模擬是解決城市精細(xì)化氣象預(yù)報(bào)的前沿技術(shù)。北京、上海等城市已建立米級(jí)分辨率的城市三維模型，結(jié)合高密度觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)和高性能計(jì)算，實(shí)現(xiàn)街區(qū)尺度（10-100米）的氣象要素精細(xì)模擬。這些系統(tǒng)能夠模擬建筑物對(duì)氣流的影響，預(yù)測(cè)城市熱島效應(yīng)和污染物擴(kuò)散路徑，為城市規(guī)劃、應(yīng)急管理和重大活動(dòng)保障提供精細(xì)化氣象服務(wù)。未來(lái)氣象科技趨勢(shì)智能觀測(cè)綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、新型傳感器構(gòu)建自適應(yīng)智能觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域"按需觀測(cè)"，提高觀測(cè)效率與精度。智能預(yù)報(bào)深度學(xué)習(xí)與物理模型融合的混合預(yù)報(bào)系統(tǒng)成為主流，實(shí)現(xiàn)從全球到街區(qū)的無(wú)縫隙預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)時(shí)效和準(zhǔn)確率大幅提升。地球系統(tǒng)模擬構(gòu)建包含大氣、海洋、陸地、冰凍圈和生物圈的全耦合地球系統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)從天氣到氣候的一體化預(yù)測(cè)。智慧服務(wù)基于個(gè)人特征、位置和行為的精準(zhǔn)氣象服務(wù)，實(shí)現(xiàn)"千人千面"的智能推送和風(fēng)險(xiǎn)防控建議。超級(jí)計(jì)算技術(shù)是支撐氣象科技發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)。目前，中國(guó)氣象局國(guó)家氣象中心超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)"靈云"的計(jì)算能力已達(dá)每秒14.7千萬(wàn)億次，支持全球10公里、區(qū)域3公里網(wǎng)格的數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。預(yù)計(jì)到2030年，E級(jí)（每秒百億億次）氣象專用超級(jí)計(jì)算機(jī)將投入使用，全球氣象模式分辨率可提高到1公里以下，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)對(duì)流、城市微氣候等復(fù)雜天氣系統(tǒng)的精確模擬。全球耦合系統(tǒng)模擬平臺(tái)是國(guó)際氣象界的共同愿景。這一系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)大氣、海洋、陸地和冰凍圈的全耦合動(dòng)態(tài)模擬，打破傳統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)的界限，提供從小時(shí)到世紀(jì)尺度的無(wú)縫隙預(yù)測(cè)。中國(guó)已啟動(dòng)"地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置"國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，聚