气象预报与防灾减灾作业指导书

气象预报与防灾减灾作业指导书TOC\o"1-2"\h\u13404第1章气象预报基础 3112011.1气象要素及其预报 3317641.1.1气温预报 398591.1.2降水预报 3225771.1.3湿度预报 4262781.1.4风预报 4280251.1.5气压预报 4113561.1.6能见度预报 4306751.2气象观测与资料处理 4139511.2.1地面气象观测 4109981.2.2高空气象观测 4166521.2.3遥感观测 4218971.2.4资料处理 416450第2章天气系统与天气过程 5169532.1天气系统概述 514982.1.1天气系统的基本概念 5283092.1.2天气系统的分类 5104932.1.3天气系统的特征 5116922.2天气过程分析 638032.2.1天气过程的基本原理 6155572.2.2天气过程分析方法 684712.3天气形势预报 6170612.3.1天气形势预报方法 6267152.3.2天气形势预报内容 713893第3章数值天气预报 7135283.1数值天气预报原理 7204463.2数值天气预报模式 729423.3数值天气预报产品及应用 732695第4章短时临近天气预报 815794.1短时临近天气预报方法 8364.1.1数据收集与处理 815754.1.2短时临近天气预报模型 811574.1.3预报产品制作与发布 8214114.2突发气象灾害预警 8218434.2.1预警等级与标准 8230654.2.2预警信号发布 8269984.2.3预警响应与联动 9288614.3短时强降水与雷暴大风预报 9203534.3.1短时强降水预报 9223654.3.2雷暴大风预报 934564.3.3预报检验与优化 94965第5章气候与气候变化 952425.1气候系统与气候要素 9301795.1.1气候系统的基本构成 932945.1.2气候要素 968435.2气候变化趋势与影响 10111175.2.1气候变化趋势 10292925.2.2气候变化影响 10313305.3气候预测方法与应用 10130785.3.1气候预测方法 1084205.3.2气候预测应用 1012966第6章气象灾害及其防御 11171636.1气象灾害概述 11315616.2主要气象灾害特点与防御 1199776.2.1洪水 11134656.2.2干旱 11286346.2.3台风 1138786.2.4暴雨 1214796.3气象灾害风险评估与区划 123395第7章防灾减灾法律法规与政策 12148187.1防灾减灾法律法规体系 1269777.1.1概述 12287047.1.2防灾减灾法律法规体系构成 13149757.1.3防灾减灾法律法规主要内容 1393757.2防灾减灾政策与措施 13240557.2.1概述 1342227.2.2防灾减灾政策 13195007.2.3防灾减灾措施 1447447.3防灾减灾宣传教育与培训 14147667.3.1概述 14251477.3.2防灾减灾宣传教育 14103787.3.3防灾减灾培训 142023第8章防灾减灾技术与方法 14154538.1防洪抗旱技术 14110128.1.1洪水预警技术 14286478.1.2防洪工程措施 1540738.1.3抗旱技术 15164648.2防台风与风暴潮技术 15103798.2.1台风监测与预警技术 15172768.2.2防台风工程措施 15307058.2.3风暴潮防御技术 1525978.3防雷击与静电灾害技术 15180448.3.1防雷技术 15295868.3.2静电灾害防控技术 15218108.3.3防雷与静电灾害科普宣传 152075第9章应急管理与救援 16288519.1应急预案与组织体系 16227619.1.1应急预案编制 1621739.1.2应急预案实施与修订 1657729.1.3应急组织体系构建 16219329.2灾害预警与信息发布 16238979.2.1灾害预警原理与流程 16133999.2.2预警信息发布内容与途径 16280879.2.3预警信息发布优化策略 16115789.3灾害救援与恢复重建 16306509.3.1灾害救援组织与协调 16228639.3.2灾害救援任务与措施 1673639.3.3恢复重建策略与措施 1622396第10章气象服务与公众参与 16793810.1气象服务体系与功能 17321510.1.1气象服务体系的构成 171382510.1.2气象服务的核心功能 172663710.1.3气象服务在防灾减灾中的作用 173089310.2气象信息传播与公众互动 173192010.2.1气象信息的传播途径 17421010.2.2公众互动平台的建设与优化 172905210.2.3气象信息传播的准确性及时效性 171801810.2.4公众气象信息获取与使用的现状分析 171454710.3公众气象防灾减灾意识与能力提升 171703310.3.1公众气象防灾减灾意识培养 17946810.3.2气象防灾减灾知识普及 172222710.3.3公众气象防灾减灾技能培训 172814110.3.4气象防灾减灾公众参与机制的构建与完善 17第1章气象预报基础1.1气象要素及其预报气象预报涉及多种气象要素，主要包括气温、降水、湿度、风、气压和能见度等。以下对这些气象要素及其预报进行详细阐述。1.1.1气温预报气温预报是指对未来一段时间内气温变化情况的预测。气温预报主要包括日最高气温、日最低气温和平均气温。气温预报方法有统计预报、动力预报和遥感预报等。1.1.2降水预报降水预报是对未来一段时间内降水情况及其强度的预测。降水预报包括降水量、降水概率和降水类型（如雨、雪、冰雹等）。降水预报方法主要有天气图分析、数值天气预报和卫星遥感等。1.1.3湿度预报湿度预报是对空气中水汽含量及其变化情况的预测。湿度预报包括相对湿度、露点和饱和差等。湿度预报方法有统计预报、动力预报和湿度收支方程等。1.1.4风预报风预报是对未来一段时间内风向、风速及其变化情况的预测。风预报方法包括天气图分析、数值天气预报和风场反演等。1.1.5气压预报气压预报是对大气压力及其变化情况的预测。气压预报主要包括海平面气压和地面气压。气压预报方法有天气图分析、数值天气预报和气压场反演等。1.1.6能见度预报能见度预报是对大气透明度及其变化情况的预测。能见度预报方法主要有天气图分析、数值天气预报和遥感监测等。1.2气象观测与资料处理气象观测是获取气象要素数据的基础，对于气象预报具有重要意义。气象观测包括地面观测、高空气象观测和遥感观测等。以下对气象观测及其资料处理进行详细阐述。1.2.1地面气象观测地面气象观测主要包括气温、降水、湿度、风、气压和能见度等要素的观测。观测设备有自动气象站、人工观测站和移动观测设备等。1.2.2高空气象观测高空气象观测主要获取大气垂直结构信息，包括气温、湿度、风速和风向等。观测手段有探空气球、雷达和卫星等。1.2.3遥感观测遥感观测是利用卫星、飞机等载体上的传感器获取地球表面和大气的物理量信息。遥感观测数据具有覆盖范围广、时效性强等特点。1.2.4资料处理气象资料处理主要包括数据质量控制、数据插值和同化等。数据质量控制旨在消除观测误差、异常值和缺失值等，保证数据的准确性和可靠性。数据插值和同化方法将离散的观测数据转换为连续的空间分布数据，为气象预报提供初始场和边界条件。通过以上气象观测与资料处理，为气象预报提供了可靠的数据基础，从而提高气象预报的准确性和实用性。第2章天气系统与天气过程2.1天气系统概述天气系统是指在一定时间内，大气中各种气象要素在空间上的分布和变化规律。它包括气压系统、风系统、温度系统和水汽系统等。天气系统的形成、发展、移动和消亡直接影响到天气状况的变化。本节将对天气系统的基本概念、分类及其特征进行详细阐述。2.1.1天气系统的基本概念天气系统是指在地球大气中，各种气象要素相互作用、相互制约形成的具有一定结构和功能的系统。天气系统的基本要素包括温度、湿度、气压、风等。2.1.2天气系统的分类根据气压分布特征，天气系统可分为以下几类：（1）高气压系统：中心气压较高的天气系统，通常表现为晴朗、干燥的天气。（2）低气压系统：中心气压较低的天气系统，通常表现为阴雨、多风的天气。（3）高压脊和低压槽：高压脊是指在高压系统中心附近气压较高的区域，低压槽则是指在低压系统中心附近气压较低的区域。2.1.3天气系统的特征天气系统具有以下特征：（1）空间尺度：天气系统的空间尺度从几公里到几千公里不等，不同尺度的天气系统对天气的影响程度和范围也不同。（2）时间尺度：天气系统的发展、移动和消亡过程通常在几小时到几天内完成。（3）动态特征：天气系统具有明显的动态特征，如风向、风速的变化，气压的升降等。2.2天气过程分析天气过程是指天气系统在时间上的变化过程，包括天气系统的形成、发展、移动和消亡。本节将从天气过程的基本原理和天气过程分析方法两个方面进行阐述。2.2.1天气过程的基本原理天气过程的基本原理包括以下三个方面：（1）大气能量转换：天气系统的形成和发展与大气能量的转换密切相关，主要包括地表面辐射加热、大气内部的热量输送和潜热释放等。（2）大气环流：大气环流是天气系统移动和变化的重要动力，包括赤道环流、极地环流和副热带环流等。（3）大气稳定性：大气稳定性决定了天气系统的稳定性，稳定性较差的大气层结容易产生剧烈的天气变化。2.2.2天气过程分析方法天气过程分析方法主要包括以下几种：（1）天气图分析：通过对天气图上的气压、温度、湿度等要素的分析，了解天气系统的空间分布和变化。（2）卫星云图和雷达图像分析：利用卫星云图和雷达图像，观察天气系统的形态、结构和动态变化。（3）数值天气预报：通过数值模型模拟大气运动和热量传输过程，预测天气系统的未来变化。2.3天气形势预报天气形势预报是指对未来一段时间内天气系统及其影响下的天气状况的预测。本节将从天气形势预报的方法和天气形势预报的内容两个方面进行阐述。2.3.1天气形势预报方法天气形势预报方法主要包括以下几种：（1）天气图预报法：通过对天气图上的气压、温度、湿度等要素的分析，预测天气系统的移动和变化。（2）模式预报法：利用数值天气预报模型，预测天气系统的未来变化。（3）统计预报法：通过对历史天气数据的统计分析，预测未来天气形势。2.3.2天气形势预报内容天气形势预报主要包括以下内容：（1）天气系统的类型、强度和移动速度。（2）天气系统影响下的气温、降水、风力等天气要素的分布和变化。（3）重点天气灾害的预警，如暴雨、强对流天气、寒潮等。通过以上内容，为防灾减灾工作提供科学依据，降低天气灾害对人民生命财产的影响。第3章数值天气预报3.1数值天气预报原理数值天气预报是基于流体力学和热力学理论，运用数值计算方法，对大气运动进行模拟和预测的科学方法。其核心思想是将大气视为一个复杂的流体系统，通过求解大气运动方程组，获得未来一段时间内大气状态（如温度、湿度、风向风速等）的预测值。3.2数值天气预报模式数值天气预报模式主要包括以下几个部分：（1）动力框架：包括水平坐标系和垂直坐标系的选择、时间积分方案等，用于描述大气运动的基本方程组。（2）物理过程参数化：将大气中的微观物理过程（如辐射、湍流、云雾等）引入数值模式，以参数化的形式表示。（3）初始场和边界条件：初始场为数值模式提供模拟计算的初始状态，边界条件用于描述大气系统与外界环境的相互作用。（4）同化技术：将观测数据与数值模式相结合，以提高天气预报的准确性和可靠性。（5）并行计算技术：利用高功能计算机，对大规模大气数据进行快速、高效的计算处理。3.3数值天气预报产品及应用数值天气预报产品主要包括形势预报、要素预报和灾害性天气预报等。这些产品在以下领域得到了广泛应用：（1）公共天气预报：为部门、企事业单位和公众提供日常天气预报服务。（2）专业气象服务：为农业、林业、交通、能源等行业提供专业化的气象预报服务。（3）气象灾害防御：对台风、暴雨、雷电、高温等气象灾害进行监测、预警和防御。（4）气候预测：为气候变化研究、季节性气候预测等领域提供科学依据。（5）气象科研和教育培训：为气象科研、人才培养和科普宣传提供重要支撑。（6）国际合作与交流：参与国际气象组织活动，促进气象预报技术在全球范围内的交流与合作。第4章短时临近天气预报4.1短时临近天气预报方法4.1.1数据收集与处理短时临近天气预报需收集实时气象资料，包括地面气象观测数据、雷达资料、卫星云图、数值天气预报产品等。对收集到的数据进行质量控制和同化处理，为短时临近天气预报提供准确的基础数据。4.1.2短时临近天气预报模型采用具有较高时空分辨率的数值天气预报模型，如WRF、ARPS等，对气象灾害发生区域进行模拟和预测。结合地形、季节、气候等因素，优化模型参数，提高预报准确率。4.1.3预报产品制作与发布根据短时临近天气预报模型结果，制作各类气象灾害预警产品。通过短信、电视、广播、互联网等多种渠道及时发布，为防灾减灾提供有力支持。4.2突发气象灾害预警4.2.1预警等级与标准根据气象灾害的危害程度、影响范围、发生概率等因素，设定不同预警等级。明确各级预警的标准，保证预警信息的准确性和实用性。4.2.2预警信号发布当监测到气象灾害可能发生时，及时发布预警信号。预警信号包括文字描述和图形标识，以直观、易懂的方式向公众传递预警信息。4.2.3预警响应与联动与相关部门建立预警响应机制，实现预警信息共享和联动。在接到预警信号后，迅速启动应急预案，组织防灾减灾工作。4.3短时强降水与雷暴大风预报4.3.1短时强降水预报分析雷达回波、卫星云图等资料，结合地形、气候特点，预测短时强降水的发生时间、地点、强度等信息。对可能引发的城市内涝、山洪、泥石流等灾害进行预警。4.3.2雷暴大风预报通过监测雷达、地面气象观测站等资料，分析雷暴大风的、发展、移动规律。对可能影响的区域进行预警，提醒公众做好防风、防雷措施。4.3.3预报检验与优化对短时强降水和雷暴大风预报进行实时检验，评估预报准确性和预警效果。根据检验结果，不断优化预报方法，提高预报预警能力。第5章气候与气候变化5.1气候系统与气候要素气候系统是指地球大气圈、水圈、陆地表面和冰冻圈等各个部分之间通过能量和物质交换相互作用的一个复杂系统。本节主要介绍气候系统的基本构成和各气候要素的作用。5.1.1气候系统的基本构成（1）大气圈：主要包括气体成分、温度、湿度、气压等要素。（2）水圈：包括海洋、湖泊、河流、冰川等水体，以及水汽、降水等。（3）陆地表面：包括地形、土壤、植被等。（4）冰冻圈：主要包括冰川、冰盖、永久冻土等。5.1.2气候要素（1）气温：反映地球表面和大气层的热量状况。（2）降水：反映大气中水汽凝结为水滴或冰晶降落到地面的现象。（3）湿度：反映大气中水汽含量的多少。（4）气压：反映大气对地球表面单位面积的压力。（5）风：反映大气运动状况。5.2气候变化趋势与影响气候变化是指在一定时间尺度内，气候系统发生的自然变化和人类活动引起的气候变化。本节主要分析气候变化的趋势及其对环境、生态系统、社会经济等方面的影响。5.2.1气候变化趋势（1）全球气候变暖：近100年来，全球平均气温呈上升趋势。（2）极端气候事件增多：极端高温、极端降水等事件发生频率增加。（3）海平面上升：由于冰川融化等原因，全球海平面呈上升趋势。5.2.2气候变化影响（1）生态环境：气候变暖导致生态系统改变，生物多样性降低。（2）水资源：气候变暖导致水资源分布不均，干旱、洪涝等灾害加剧。（3）农业生产：气候变化影响农作物生长，粮食安全面临挑战。（4）人类健康：气候变化可能导致传染性疾病传播范围扩大。5.3气候预测方法与应用气候预测是指对未来一段时间内气候变化趋势和特点的预测。本节主要介绍气候预测的方法及其在实际应用中的价值。5.3.1气候预测方法（1）统计预测：基于历史气候数据分析，建立预测模型。（2）动力预测：运用气候系统动力学原理，构建数值模型进行预测。（3）遥感技术：利用卫星遥感数据，监测气候系统变化。5.3.2气候预测应用（1）灾害预警：提前预测极端气候事件，为防灾减灾提供科学依据。（2）水资源管理：预测降水、径流等水资源变化，为水资源合理利用提供参考。（3）农业生产：指导农作物种植结构和布局调整，提高农业应对气候变化的能力。（4）政策制定：为制定气候变化应对政策提供科学支持。第6章气象灾害及其防御6.1气象灾害概述气象灾害是指由于自然界异常气象条件所导致的各类灾害事件，对人类生活和生产造成严重影响。我国地域辽阔，气候复杂多样，是世界上气象灾害最为严重的国家之一。本章节主要介绍几种常见的气象灾害，分析其成因和影响，为防灾减灾工作提供理论依据。6.2主要气象灾害特点与防御6.2.1洪水特点：洪水是指由于强降水、库容不足、河道淤积等原因，导致水位急剧上升，漫过堤坝，对周边地区造成严重灾害的现象。防御措施：（1）加强气象监测和预报，提前发布洪水预警；（2）河道整治，提高行洪能力；（3）建立防洪工程体系，包括堤防、水库、蓄滞洪区等；（4）制定防洪预案，开展防洪演练；（5）提高公众防洪意识，加强自救互救能力。6.2.2干旱特点：干旱是指长时间无降水或降水量严重不足，导致土壤水分亏缺，影响农作物生长和人类生活的一种气象现象。防御措施：（1）建立干旱监测和预警系统，及时发布干旱信息；（2）合理利用水资源，提高水资源利用率；（3）发展节水型农业，调整农业产业结构；（4）建立干旱应急水源，保证人畜饮水安全；（5）加强干旱灾害宣传教育，提高公众节水意识。6.2.3台风特点：台风是一种强热带气旋，具有强大的风力和暴雨，对沿海地区造成严重破坏。防御措施：（1）加强台风监测和预报，提前发布台风预警；（2）完善防台风工程设施，提高抗风能力；（3）制定防台风预案，组织人员转移；（4）加强台风过后救援和恢复工作；（5）提高公众防台风意识，普及防台风知识。6.2.4暴雨特点：暴雨是指短时间内降水量极大，导致地表积水、内涝等灾害。防御措施：（1）加强暴雨监测和预警，提前发布暴雨信息；（2）完善城市排水系统，提高排涝能力；（3）加强山区地质灾害防治，避免暴雨引发地质灾害；（4）制定暴雨应急预案，组织抢险救援；（5）提高公众暴雨防范意识，掌握自救互救技能。6.3气象灾害风险评估与区划气象灾害风险评估是对可能发生的气象灾害及其可能造成的损失进行预测和评估的过程。通过气象灾害风险评估，可以确定重点防御区域，制定有针对性的防灾减灾措施。气象灾害区划是根据不同地区气象灾害发生的频率、强度和损失程度，将全国划分为若干个灾害风险等级的区域。这有助于合理分配防灾减灾资源，提高防灾减灾效率。本章节主要介绍了气象灾害概述、主要气象灾害特点与防御措施以及气象灾害风险评估与区划，为气象预报与防灾减灾作业提供科学指导。在实际工作中，应根据当地气象灾害特点，有针对性地采取防御措施，降低气象灾害带来的损失。第7章防灾减灾法律法规与政策7.1防灾减灾法律法规体系7.1.1概述我国高度重视防灾减灾工作，制定了一系列防灾减灾法律法规，构成了较为完善的防灾减灾法律法规体系。本节主要介绍我国防灾减灾法律法规体系的基本构成和主要内容。7.1.2防灾减灾法律法规体系构成我国防灾减灾法律法规体系主要包括以下几个层次：（1）宪法及相关条款；（2）防灾减灾基本法律；（3）防灾减灾专项法律；（4）防灾减灾行政法规；（5）地方性防灾减灾法规；（6）防灾减灾部门规章；（7）防灾减灾规范性文件。7.1.3防灾减灾法律法规主要内容主要包括以下几个方面：（1）防灾减灾目标与原则；（2）防灾减灾管理体制与职责；（3）防灾减灾措施与制度；（4）灾害应急与救援；（5）灾害恢复与重建；（6）防灾减灾宣传教育与培训；（7）防灾减灾法律责任。7.2防灾减灾政策与措施7.2.1概述我国根据防灾减灾法律法规，制定了一系列防灾减灾政策与措施，旨在提高全社会防灾减灾能力，降低灾害损失。7.2.2防灾减灾政策主要包括以下几个方面：（1）国家综合防灾减灾规划；（2）防灾减灾重点工程；（3）防灾减灾科技创新；（4）防灾减灾国际合作与交流；（5）防灾减灾社会参与。7.2.3防灾减灾措施主要包括以下几个方面：（1）灾害风险评估与区划；（2）灾害监测与预警；（3）灾害应急预案与演练；（4）灾害救援与救助；（5）灾害恢复与重建；（6）防灾减灾基础设施建设；（7）防灾减灾宣传教育与培训。7.3防灾减灾宣传教育与培训7.3.1概述防灾减灾宣传教育与培训是提高全社会防灾减灾意识和能力的重要手段。本节主要介绍我国防灾减灾宣传教育与培训的现状和主要内容。7.3.2防灾减灾宣传教育主要包括以下几个方面：（1）防灾减灾知识普及；（2）防灾减灾主题宣传活动；（3）防灾减灾媒体宣传；（4）防灾减灾社会参与。7.3.3防灾减灾培训主要包括以下几个方面：（1）防灾减灾培训体系；（2）防灾减灾培训内容；（3）防灾减灾培训方式；（4）防灾减灾培训效果评估。第8章防灾减灾技术与方法8.1防洪抗旱技术8.1.1洪水预警技术洪水预警技术主要包括气象遥感、水文监测、地理信息系统（GIS）和通信技术。通过对流域内降雨、水位、流量等数据的实时监测，结合历史洪水资料和气象预报，对可能发生的洪水进行及时预警。8.1.2防洪工程措施防洪工程措施主要包括堤防、水库、蓄洪区、排洪渠道等。在工程设计阶段应充分考虑地形、地质、水文等条件，保证工程的安全性和有效性。8.1.3抗旱技术抗旱技术包括水源调配、节水灌溉、土壤改良、抗旱保水剂应用等。通过合理调配水资源，提高农业用水效率，减轻干旱对农业生产和人们生活的影响。8.2防台风与风暴潮技术8.2.1台风监测与预警技术利用气象卫星、雷达、探空等设备对台风进行实时监测，结合数值天气预报模型，对台风路径、强度、影响范围等进行预测，及时发布台风预警。8.2.2防台风工程措施防台风工程措施包括海堤、防波堤、护岸、排水设施等。在工程设计时应充分考虑台风带来的风浪、暴雨等影响，提高工程结构的抗风能力。8.2.3风暴潮防御技术风暴潮防御技术主要通过建立风暴潮预警系统、加强海岸带管理、提高海岸防护设施标准等手段，降低风暴潮对沿海地区的影响。8.3防雷击与静电灾害技术8.3.1防雷技术防雷技术主要包括避雷针、避雷线