新一代天气预报业务流程

新一代天气预报业务流程龚建福2009.4南京一、天气预报业务国内外现状及发展趋势

国外现状：1、建立了比较完备的数值预报业务体系2、建立了以数值预报为基础的现代天气预报业务流程3、建立了较完备的灾害性天气预报预警业务体系国内现状：1、建立了比较完整的数值预报业务体系，数值预报产品已经能够在日常业务预报中发挥一定的作用。2、利用数值预报产品释用技术及其它客观预报方法开发研制了供日常业务应用的客观指导预报产品。3、开发完成了统一的预报工作平台。4、提出新的天气预报技术路线和逐级指导的要求。未来天气预报发展趋势：1、天气预报向高精度、全时空方向发展2、由单纯的天气预报向综合的地球环境要素预报拓展3、天气预报业务体制向集约化一体化发展

气象预报预测是气象业务的核心，我国预报预测体系的总体目标：以提高天气、气候预报预测准确率为核心，构建无缝隙、精细化气象预报预测体系，做好灾害性、关键性、转折性重大天气预报警报和旱涝趋势气候预测。天气业务

天气监测

数值天气预报

天气预报

专业气象预报

其他业务

国家、区域、省三级业务。主要包含：资料同化、中期集合数值天气预报、短期集合数值天气预报、台风集合预报、海浪和水文等专业气象数值预报业务、数值预报产品检验业务、数值预报产品解释应用、观测资料质量监视与评估业务和突发事件紧急响应、有害污染物扩散传输数值模拟和预报业务。国家、区域、省、地四级业务。利用各种实况观测资料和前期模式预报产品综合分析，对天气系统、天气和相关灾害的种类、出现的地点、时间和强度进行天气监测，主要包含：常规天气监测

，灾害性天气及相关气象衍生灾害监测。

国家、区域、省、地、县五级业务。主要包含：延伸期预报、中期、短期、短时、临近天气及相关气象衍生灾害预报警报和预报质量检验。

国家、区域、省、地四级业务。主要包含：水文气象、海洋气象、交通气象、航空气象、环境气象、公共卫生气象、人影作业条件、能源气象等预报业务及检验评估。国家、省、地、县四级业务。面向经济社会发展和防灾减灾等需求，加工包装并提供无缝隙精细化公共气象服务产品。主要包含：决策服务、公众服务和专业服务产品。

图2-1天气业务体系结构图二、天气业务内容国家级区域中心省级地级县级对外服务国家级指导预报产品省级指导预报产品区域中心指导预报产品地级预报产品图天气指导业务流程三、天气业务分工国家级数值预报中短期专业气象预报、警报全球常规要素、天气及相关灾害预报中短期常规要素逐日滚动等值线预报天气及相关灾害监测和短时潜势预报天气及相关灾害中短期落区预报警报中短期要素站点（或格点）逐日滚动预报中国领域和管辖海区中短期气象及相关灾害预报、警报发布指导预报产品延伸期的全国重要天气过程和气象要素趋势预报有关流域水文气象业务协调和相应水利部门的联络及服务区域级区域数值预报（过渡阶段）中短期常规要素逐日滚动等值线预报中短期要素站点逐日滚动预报天气及相关灾害中短期落区预报警报气象及相关灾害监测、联防短时和临近预报、警报中短期专业气象预报、警报省级管辖海区中短期天气及相关灾害预报、警报发布指导预报产品24小时内的本地气象要素订正预报天气及相关灾害临近订正预报警报24小时内专业气象订正预报、警报有关海洋气象预报和业务协调地级管辖海区天气及相关灾害临近订正预报警报对外服务对外服务对外服务发布指导预报产品利用上级指导产品和监测实况，做好本县范围的气象服务。县级对外服务天气业务分工常规资料上级指导预报卫星资料雷达资料非常规资料专业气象预报指导预报灾害性天气预报突发性天气预警常规天气要素预报预报经验本地天气背景本地预报工具预报会商市级业务平台延伸期中期短期短时临近10－30d4－10d0－72h0－12h0－2h0－168h的精细化预报图天气预报业务示意图

四、预报时效划分延伸期预报:未来10-30天延伸期环流形势特征及演变趋势预报、降水及温度趋势预报、台风、寒潮、大风、强冷空气、区域性暴雨等重大天气过程、气象要素的趋势预报。预报方法主要基于天气气候学、物理统计学、动力学-动力统计学等。

中期、短期天气预报中期预报为4-10天的天气过程预报和一些天气要素（天气现象、温度、湿度、风向风速、降水量等）及相关气象衍生灾害的趋势预报。短期预报为0-72小时天气（天气现象、气压、温度、湿度、风向风速、降水量、能见度、云量等）的预报及相关气象衍生灾害预报。

短时预报对暴雨、雷电、冰雹、大风、沙尘暴、大雪等灾害性天气、强对流天气和相关气象衍生灾害的0-12小时预报。临近预报对暴雨、雷电、冰雹、大风、沙尘暴、大雪等灾害性天气、强对流天气和相关气象衍生灾害的0-2小时预警预报预报检验开展综合天气预报产品检验和客观定量评价，开展中期预报产品的客观检验和灾害性天气落区预报检验评分，利用加密观测资料完善1-7天天气要素预报检验。气候及气候变化业务气候及气候变化业务主要有：监测诊断预测及预估影响评价气候应用与气候资源开发

气候系统监测诊断的业务工作是基于观测资料，通过统计分析及物理诊断等方法开展对气候系统的五大圈层（大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈）变化的监测诊断工作。制作旬、月、季、年、年际、年代际等不同时间尺度的监测诊断产品。目前短期气候预测方法：一种是物理统计方法，利用短期气候变化的规律和区域气候控制因子(如海温、地温)来做预测。另一种是动力方法，利用动力气候模式做气候预测，这是目前各国正在大力研究与发展的方法。天气预报业务技术路线：以数值分析预报产品为基础，以人机交互工作站为主要工作平台，以提高重大灾害性、关键性天气预报准确率为重点，综合利用各种气象信息和先进的预报技术方法，大大提高天气预报为国民经济建设和国防建设服务能力和综合效益。国家级潜势预报省级地级预报服务全国雷达拼图、GPS、闪电定位仪、卫星、自动站等资料NWP产品集合预报短时客观预报系统全省雷达拼图、GPS、闪电定位仪、卫星、自动站等资料短时、临近预报系统短时、临近预报订正预报服务预报服务县级雷达拼图、GPS、闪电定位仪、自动站等实况资料临近、短时预报业务流程

四、天气预报业务流程雷电预报业务流程影视服务实时数据库实时产品库专业气象服务再加工公众气象服务再加工决策气象服务再加工WEB网站新闻媒体专业用户声讯平台短信平台政府/部委公共气象服务分发平台公共气象服务产品库各级台站业务资料预处理与质量控制科研天气分析预报数值天气预报检验分析评价业务产品库综合气象信息共享数据库信息、网络气候、气候变化、生态与农业气象、大气成分等其他业务产品气象科技服务综合观测系统天气业务信息流程图某地区春季沙尘暴形成的预测模型某地区春季沙尘暴预报思路某地冰雹预报流程图（1）7：30一号主班到岗后，调阅MICAPS、卫星云图等资料，熟悉天气实况，分析未来72h甘肃天气形式，初步形成甘肃省72小时天气预报意见；（2）参加08：00中央气象台天气会商并留意中央气象台的预报意见；（3）调阅最新资料，详细分析未来3天甘肃天气形式，形成初步的甘肃短期预报结论，准备参加兰州中心气象台每天由首席预报员组织的内部天气会商。天气过程复杂时还根据需要通过电话与地区局进行电话天气会商。（4）09：10～09：30：参与兰州中心气象台每天由首席预报员组织的内部天气会商，并发表自己的预报意见。会商后初步确定甘肃短期预报结论（5）09：30～09：45：制作午间气象预报（包括前日08时到当日08时甘肃天气实况和当日14时到次日08时甘肃省天气预报）（6）09：45～09：50：请教当天首席预报员对预报结论进行把关。（7）09：50～09：55：根据首席把关后的修改意见，对午间气象预报进行修改，形成最终的预报结论（该结论可以直接对外发布），并按照规定格式存入指定目录，以便影视制作部通过网络调阅（该项工作最迟在10：30之前完成）。（8）09：55～10：05：与兰州市气象局进行兰州市24小时城市天气预报会商，形成兰州市24小时城市天气预报结论，并做好相应记录。（9）10：05～10：15：制作11时48小时预报。（10）10：15～10：20：请教当天首席预报员对预报结论进行把关。例：短期预报制作发布流程(兰州中心气象台)（11）10：20～10：25：根据首席把关后的修改意见，对11时48小时预报进行修改，形成最终的预报结论（可对外发布），并按照规定格式存入指定目录。打印最终的11时48小时预报。（12）10：30～10：50：制作11时72小时甘肃全省指导预报（包括预报理由），然后天首席预报员对预报结论进行把关。根据首席把关后的修改意见，对11时72小时甘肃全省指导预报进行修改，形成最终的预报结论。（13）11:05～11：25：根据最终的预报结论，利用精细化预报制作软件制作未来72小时甘肃精细化天气预报（等值线预报），与当天中期甘肃精细天气预报一起形成全省168小时精细化预报文件。同时通过上网、上星工具实现上传（上网、上星任务一般在12：00之前完成）。（14）下午15点制作未来2天的天气趋势（20-20），并请教首席把关。得出预报结论后上网上星发布。（15）15：30～16：15制作17时甘肃72小时电视天气预报。16:15～16：20调阅城市天气预报。结合全省城市天气预报分析未来3天甘肃天气形式。制作出全省72小时预报（20-20），并请首席把关。（16）将全省72小时电视天气预报最终结论上传指导预报网。（18）打印17时甘肃72小时电视天气预报最终结论，并将此纸质稿件通过电话传真到广播电台(最迟在17：00前完成）。（19）16：45～16：55：在17时甘肃72小时电视天气预报最终结论的基础上进行修改，制作17时甘肃72小时广播天气预报（广播预报），并将广播预报按照指定格式存入指定目录，方便影视制作部调阅(此项工作最迟在17：00前完成）。（20）17:05～17：30：完成全省72小时精细化天气预报，并上网。

例：《2008年北京奥运会气象预报服务》图奥运气象服务组织领导奥组委其他部门对气象的需求一览表序号部门服务类别1文化活动部a决策服务类b气候分析类c中短期天气预测2新闻宣传部a决策服务类c中短期天气预测d灾害性天气预警3安保部c中短期天气预测4环境活动部c中短期天气预测5运动会服务部c中短期天气预测d灾害性天气预警e天气实况6国际联络部b气候分析类c中短期天气预测d灾害性天气预警7技术部g信息数据接口8物流部c中短期天气预测9场馆管理部c中短期天气预测气象服务类别细分表标号服务类别细则a决策服务类2006年至2007年火炬接力赛沿途城市的气候分析、火炬接力路线编制气象建议珠峰地区气候分析及火炬点火活动安排决策文化节期间（2006和07年6月23～7月15日，2008年6月23～9月30日）活动安排决策b气候分析类奥运服务手册比赛城市气候分析报告c中短期天气预测未来一月天气预测未来一周天气预测未来3天天气预报未来48小时逐3小时天气预报未来24小时逐1小时天气预报d灾害性天气预警灾害性天气预警e天气实况北京地区天气实况赛场实时更新的天气实况f现场服务类现场专家咨询现场观测现场观测和专家咨询g信息数据接口各运动场馆大屏幕显示数据接口奥运官方网站信息数据接口主要服务任务自2005年至2008年，与奥运会相关的气象服务任务主要包括：奥运场馆规划气象条件评估（2005—2007年）奥运测试赛和热身赛（2006—2008年）奥运火炬传递（2008年）足球预赛（2008年）（天津、沈阳、上海、秦皇岛）奥运会和残奥会开闭幕式的彩排和预演（2008年）奥运会和残奥会（2008年）奥组委相关体育单项组织提出的公共气象需求为：比赛前3天至比赛最后一天每天至少两次发布比赛当日及未来两天的天气预报。2004年8月16日12时发布日期8月16日星期一时次6:007:008:009:0010:0011:0012:0015:0018:0021:00天空状况气温（℃／F）相对湿度(％)风向风速（m/s）风速（km/h）风速（mph）阵风（km/h）阵风（mph）体感温度（℃／F）图4-1奥运气象服务系统结构示意图资料收集及网络上行信息数据流程下行信息数据流程预报预测系统业务流程结构1、数值预报48小时以内，使用单一中尺度模式预报和中尺度集合预报相结合的方法提供基础预报产品。其中单一中尺度模式以北京气象局业务模式产品为主（WRF或MM5，3公里，24小时以内每小时输出，24～48小时每3小时输出），中尺度集合预报以国家气象中心集合预报产品为主（15公里，每3小时）。48～72小时以国家气象中心T639（水平分辨率30公里左右）模式为主。2、场馆要素客观预报综合考虑北京地区奥运场馆的地理位置和举行的比赛项目，共划分为15个预报地点（见下图），提供要素预报和实况。其中温度和风的预报采用模式输出插值结合支持向量机（SVM）方法进行统计释用；降水提供模式直接输出场。模式不能提供的要素，利用历史观测资料开发统计预报方法。3、预报员在上述客观预报产品基础上，结合实况信息和本地预报经验进行订正，确定最终预报产品。表预报警报提前时间和准确率目标要求项目提前时间准确率大风雷雨大风和突发阵性大风警报提前时间半小时，台风大风、寒潮大风等警报提前24小时。80%突发暴雨半小时80%内涝1小时80%龙卷风10分钟70%冰雹半小时80%沙尘暴12小时80%雷电3小时80%滑坡、泥石流1小时80%雪12小时80%雾12小时80%霾12小时80%寒潮24小时80%道路结冰24小时80%高温24小时80%表天气要素预报制作规定项目空间分辨率时间分辨率制作发布时次1、预报项目天空状况、天气现象、风向风速、最高气温、最低气温、定时气温、相对湿度、降水量、降水概率、能见度等。2、警报项目灾害性天气的种类、强度、影响区域和时间等设有气象观测的奥运会场馆及其它需要的地点。0-2小时预报随时制作，每小时更新一次当预计有灾害性天气即将发生时，随时制作发布，每小时更新一次，当天气系统变化或有灾害性天气发生时随时更新0-6小时预报奥运期间：每天制作3次，时次为05、11、17时—0-24小时预报以3小时为时间间隔，08、20时增加12、24小时间隔预报；0－24小时预报每天制作发布7次，时次为05、08、11、14、17、20、23时（北京时，下同）；24-48小时预报以6小时为时间间隔，08、20时增加12、24小时间隔预报；24－48小时预报每天制作发布3次，时次为08、14、20时；48-72小时预报以12小时为时间间隔，08、20时增加24小时间隔预报；48－72小时预报每天制作发布2次，时次为08、20时；4-7天预报以24小时为时间间隔。4-7天预报每天制作发布1次，时次为20时。备注预报检验工作要每天实时进行。所有预报项目都要计算TS评分、漏报率和空报率。图气象服务系统业务流程

（1）充分考虑特殊地形对天气的影响

五、如何做好天气预报图天山山脉地形等压线昆明静止锋昆明准静止锋形成的主要原因是：南下冷气团减弱并受云贵高原阻挡而滞留于滇黔之间。准静止锋形成的背景北方南下冷空气影响云南一般有三条路径(图4.1)：①西北路径，冷空气来自青藏高原，不会形成准静止锋，占冷空气总次数的5％；②东北路径，冷空气途经四川盆地后进入滇东北，容易形成准静止锋，该路径冷空气次数较多，占总数的58％；③偏东路径，冷高压南下后，冷高压西侧的偏东或东南气流引导冷气团向西移动，形成回流天气影响云南，最容易形成准静止锋，该路径冷空气次数较多，占总次数的37％。南疆东灌的冷锋TimeStamp平均风速极大风速2007-4-210:1023.027.92007-4-210:2023.630.22007-4-210:3023.129.42007-4-210:4022.628.32007-4-210:5023.328.72007-4-211:0023.631.02007-4-211:1023.530.62007-4-211:2024.330.22007-4-211:3024.030.6瓜州风速瓜州风电场沙尘暴（2）熟悉气候背景，了解不同季节预报的重点

如：华北区域（河北省）●春季：3月，大风（沙尘暴），降雪，终霜。4月，第一场透雨的预报、大风（沙尘暴）、棉播期（中，下旬）的连阴雨和强降雨过程、终霜冻。。5月，强对流天气的发生。冰雹，雷雨，大风等。5月下旬麦区的强干热风天气。●夏季：6—8月，主抓天气为暴雨，连阴雨，干旱（高温），旱涝转折及强对流天气。●秋季：9-11月份秋季天气主抓的重点：秋季连阴雨，初霜冻，强对流天气，大雾的预报。●冬季：12月---次年2月主