1、水利部水文情报预报中心 周国良(扬州大学，2012年4月16日)提 纲 引言 一、气象学科简介 二、气象观测系统 三、气候形成与中国气候特点 四、降水与天气系统 五、业务系统与数值天气预报简介 引言 水文气象在防汛工作中的作用 国家防总会商常规内容：雨情、水情、工情、旱情、人情信息 调度、指示（批示）、宣传（续）水文气象汇报：过去降雨、未来降雨预测及依据、台风活动、历史规律分析、建议未来防汛抗旱的主要关注点 业务发展过程：1975年8月淮河暴雨洪水后，原水利电力部反思总结，一是全面开展了暴雨洪水的调查研究，二是加强了水情、气象的业务化监视工作开始组建了水文水利调度中心，设立气象业务部门，199
2、4年并入水利部水利信息中心。1998年大水后重新设立水利部水文局目前，除部水文局外，流域机构设有水文气象建制或配备人员（含丹江口等大型水利水电工程）2011年年5月水利部水文情报预报中心成立，下设月水利部水文情报预报中心成立，下设 3个个 处（水情处（水情2、气象、气象1）气象大气中的物理与化学现象 大气科学关于大气及其运动规律的科学 地球系统大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈、生物圈 与水文、地质、地理等同属地学（地球科学）大气运动特点 流体流动性和不可压缩性 准地转风向与等压（高）线平行（高层明显）准水平运动水平比垂直速度高两个数量级水汽与降水 水汽压与饱和水汽压：饱和水汽压随温度升高而升高汛期
3、温度高，降雨强度大 凝结与云 云分类与降水现象对流云、层云 主要降水系统：气旋（台风）、锋面、槽、切变（线）、急流、低压（续）降水水汽凝结成云滴，云滴碰撞增大而脱离云层，降落至地面，包括降雨、降雪、冰雹等 降雨形成的重要条件水汽、上升运动水汽、上升运动气象预报 发展阶段：看云早期资料奇缺只看局地云况 天气图传统工具 数值天气预报（现代）数值模式结果加人工智能修正二、气象观测系统1.地面常规观测人工气象站：4或8次/天常规观测，全国2400多站要素包括降水量、蒸发量、湿度、气温、风速、风向、气压、地温、能见度、天气现象等自动气象站：目前，全国约30000站 特点：空间密度大，时间间隔小（续1）2
4、.高空探测 全国120站，每天2次；覆盖全球 探测高空气温、风向、风速、湿度 从地面一直探测到平流层，至少10多公里(续2)3.气象卫星 极轨、静止、其它卫星：静止卫星：静止与极轨云图：红外云图：红外与可见光常见：静止卫星静止卫星红外云图（续3）4.雷达探测半径230km（150km）规划全国将建设超过200部多普勒雷达 5.海洋浮标类似地面观测（一）气候的形成1.辐射温度、降水随纬度递减（一级近似）2.地球自转三圈环流（经向垂直环流）（二级近似）举例：副高的形成及地球沙漠带3.海陆分布纬向差异（三级近似）欧洲西岸比俄罗斯东岸同纬度冬季温度高20度温度对辐射的滞后气温、海温（续）4.大地形影响
5、（四级近似）如亚洲的青藏高原、美洲的落矶山脉 5.Walker环流与厄尔尼诺现象（五级近似）纬向垂直环流 赤道东太平洋海温显著升高（二）中国气候主要特点 季风气候降水量季节分布差异悬殊（汛期、非汛期）我国大部地区是，但新疆例外 大陆性气候气温年较差在同纬度最大（除沙漠）类型多样赤道、热带、温带、寒带；高原、沙漠、丘陵要素特点 气温自南向北递减冬季南北差异最大 年降水量大体上自南向北、自东向西递减 降雨量年际差异大，旱涝频繁；暴雨强度大 湿度与降水量基本一致，自东南向西北递减 四、降水与天气系统天气系统 副高的形成前述“三圈环流”西北太平洋副高的活动特点我国主雨带 台风活动及与副高的关系（强度、
6、移速）西风带槽、脊 1、干旱天气层面 干旱的成因：（1）西风带冷空气不活跃，（2）大陆高压控制；（3）冬季积雪偏少，融雪径流量小 2、洪水 暴雨：盛夏短历时强降雨参考雨量数值预报 融雪：冬半年高原降雪形成积雪，遇盛夏突发高温 参考500hPa高空场（探空站）温度、温度数值预报 冰湖溃决：西藏厅、防办近年关注多洪旱与气象的联系五、业务系统与数值天气预报简介内网 http:/10.1.18.31/气象传真产品 日本：（1）台风、副高、降水、流线预报 （2）中长期预报信息：海洋等 欧洲：500hPa形势预报 副高、经/纬向环流 中国：（T639/T213另有显示方式）格点化降水预报 目前业务常用的有
7、：欧洲中心高空形势预报 日本降雨量预报 中国全部要素10月月12日日20时时例：欧洲中心500hPa形势预报图副高数值产品现状与评价 欧洲中心的高空形势预报7-8天；较准确 日本气象厅的降雨量预报6天；前4天较准 中国气象局的降雨量预报4-5天可用；准确率略次于日本的同类产品以上是对汛期而言的。气象学基本方程 最基本的是三类：（1）连续方程流体力学（2）运动方程运动力学（3）热力方程热力学 其它（描述土壤等边界层的）求解问题 复杂的偏微分方程组 没有解析解 解的存在性、唯一性（或解的个数）目前在理论上都没有解决 天气学处理：比较量级，简化方程求解 数值解的稳定性与算法设计有关 边界条件 计算时
8、间与空间步长 集合预报概率论 预报产品的有效时效 全球模式与区域模式 四维同化技术 初始场降雨量数值天气预报，为延长洪水预见期带来曙光！混沌现象与预报准确率 公认大气中存在混沌现象 预报准确率的提高不以100%为渐近线 数值解永远有出错的可能不是误差 目前数值扰动试验：降水场可能是双解 单站降水预报的评估：空报率与漏报率 预报时效：超短时、短时、短期、中期、长期、气候相关公共网址 日本气象厅：http:/tenki.jp/typhoon/台风预报 香港天文台：http:/www.hko.gov.hk/wxinfo/currwx/tc_posc.htm 中国中央气象台：http:/ 个人联系邮址： 周国良谢 谢！
