氣象現(xiàn)象解析歡迎參加《氣象現(xiàn)象解析》專題講座。在這個(gè)課程中，我們將深入探討氣象學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、主要?dú)庀笠亍⒊Ｒ姎庀蟋F(xiàn)象、極端天氣事件以及氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)。通過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，您將了解到影響我們?nèi)粘Ｉ畹母鞣N氣象現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。氣象現(xiàn)象與我們的生活息息相關(guān)，從日常天氣變化到極端氣象事件，都深刻影響著人類社會(huì)的各個(gè)方面。本課程旨在幫助您建立氣象科學(xué)的基本認(rèn)知框架，提高對(duì)天氣變化的理解和應(yīng)對(duì)能力。目錄第一部分：氣象學(xué)基礎(chǔ)介紹氣象學(xué)的定義、發(fā)展歷史、大氣結(jié)構(gòu)及主要?dú)庀笙到y(tǒng)第二部分：主要?dú)庀笠卦敿?xì)講解溫度、氣壓、濕度、風(fēng)、云、降水等基本氣象要素第三部分：常見氣象現(xiàn)象分析雨、雪、霧、霜、雷電等日常氣象現(xiàn)象的形成機(jī)制第四部分：極端天氣事件探討臺(tái)風(fēng)、暴雨、暴雪、寒潮等極端天氣的特點(diǎn)與影響第五部分：氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)介紹現(xiàn)代氣象觀測(cè)技術(shù)、預(yù)報(bào)方法及氣象服務(wù)應(yīng)用第一部分：氣象學(xué)基礎(chǔ)氣象學(xué)概念氣象學(xué)是研究地球大氣層中各種物理和化學(xué)過(guò)程的科學(xué)，包括對(duì)天氣系統(tǒng)的形成、發(fā)展和演變規(guī)律的研究。研究范圍氣象學(xué)研究范圍涵蓋從微觀大氣分子運(yùn)動(dòng)到宏觀全球氣候變化的各個(gè)尺度，是一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科。應(yīng)用領(lǐng)域氣象學(xué)的研究成果廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域，對(duì)人類社會(huì)發(fā)展具有重要意義。氣象學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是我們理解各種天氣現(xiàn)象的關(guān)鍵。通過(guò)掌握氣象學(xué)的基本原理，我們能夠更好地解釋日常觀察到的氣象變化，并為預(yù)測(cè)未來(lái)天氣變化提供科學(xué)依據(jù)。什么是氣象學(xué)？氣象學(xué)定義氣象學(xué)是研究地球大氣層中發(fā)生的各種物理和化學(xué)過(guò)程及其變化規(guī)律的科學(xué)。它是地球科學(xué)的重要分支，主要關(guān)注大氣中發(fā)生的各種現(xiàn)象及其對(duì)地球系統(tǒng)的影響。作為一門應(yīng)用科學(xué)，氣象學(xué)將物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，形成了自身獨(dú)特的理論體系和研究方法。研究對(duì)象和范圍氣象學(xué)的研究對(duì)象主要包括大氣的組成、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及在這些過(guò)程中發(fā)生的各種物理和化學(xué)變化。研究范圍涵蓋從地表到約100公里高度的大氣層。現(xiàn)代氣象學(xué)不僅研究天氣現(xiàn)象，還擴(kuò)展到氣候變化、大氣環(huán)境、大氣與海洋、陸地相互作用等領(lǐng)域，形成了一個(gè)綜合性的大氣科學(xué)體系。氣象學(xué)的發(fā)展歷史1古代觀測(cè)（公元前3000年-17世紀(jì)）早期人類通過(guò)觀察天象預(yù)測(cè)天氣變化，中國(guó)古代《詩(shī)經(jīng)》中就有關(guān)于云、雨、風(fēng)的記載。古希臘哲學(xué)家亞里士多德的《氣象學(xué)》是最早的氣象學(xué)專著。中國(guó)古代的二十四節(jié)氣體系是基于天氣變化規(guī)律制定的農(nóng)業(yè)指導(dǎo)歷法。2儀器觀測(cè)時(shí)期（17-19世紀(jì)）伽利略發(fā)明溫度計(jì)，托里拆利發(fā)明水銀氣壓計(jì)，這些觀測(cè)儀器的出現(xiàn)使氣象觀測(cè)逐漸定量化。1780年，氣象學(xué)會(huì)在歐洲建立，標(biāo)志著氣象學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科的形成。這一時(shí)期開始建立氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)記錄氣象數(shù)據(jù)。3現(xiàn)代氣象學(xué)（20世紀(jì)至今）20世紀(jì)初，挪威學(xué)者比約克尼斯提出氣團(tuán)和鋒面理論，奠定了現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)和衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)值天氣預(yù)報(bào)成為可能。21世紀(jì)，人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)一步提升了氣象預(yù)報(bào)的精確度和時(shí)效性。大氣的結(jié)構(gòu)1對(duì)流層（0-10公里）大氣最底層，含有約75%的大氣質(zhì)量和幾乎所有的水汽與云。溫度隨高度增加而降低，平均遞減率為6.5℃/公里。幾乎所有的天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。2平流層（10-50公里）位于對(duì)流層之上，含有大部分的臭氧層。溫度隨高度增加而升高，氣流穩(wěn)定，少有湍流。商業(yè)飛機(jī)通常在平流層下部飛行，以避開對(duì)流層的湍流天氣。3中間層（50-85公里）溫度再次隨高度增加而降低，在其上界（中間層頂）達(dá)到大氣中的最低溫度，約-90℃。流星通常在這一層燃燒，形成"流星雨"現(xiàn)象。4熱層（85-500公里）大氣的最外層，溫度隨高度增加而急劇上升，可達(dá)1000℃以上。但因?yàn)闅怏w分子稀少，實(shí)際感受不到這種高溫。極光現(xiàn)象主要發(fā)生在這一層。大氣環(huán)流太陽(yáng)輻射不均赤道地區(qū)接收的太陽(yáng)輻射遠(yuǎn)多于極地區(qū)域，造成能量差異溫差形成不同緯度間的溫度差異導(dǎo)致氣壓差異氣壓梯度力高低氣壓之間產(chǎn)生氣壓梯度力，促使空氣流動(dòng)地球自轉(zhuǎn)影響科里奧利力改變風(fēng)向，形成復(fù)雜環(huán)流模式全球大氣環(huán)流形成了穩(wěn)定的氣壓帶和風(fēng)帶系統(tǒng)。在赤道附近是赤道低氣壓帶，主要是上升氣流。在南北緯30度左右形成副熱帶高氣壓帶，下沉氣流為主。在南北緯60度附近又形成了副極地低氣壓帶。這些氣壓帶之間產(chǎn)生了貿(mào)易風(fēng)、西風(fēng)和極地東風(fēng)等主要風(fēng)帶系統(tǒng)。天氣系統(tǒng)高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)是空氣下沉區(qū)域，通常帶來(lái)晴朗天氣。北半球高壓系統(tǒng)空氣呈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，南半球則呈逆時(shí)針?lè)较颉８邏合到y(tǒng)常表現(xiàn)為穩(wěn)定的天氣條件，少云、少雨，夏季炎熱，冬季寒冷。典型的高壓系統(tǒng)有副熱帶高壓和冷高壓。低壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng)是空氣上升區(qū)域，常伴有多云和降水天氣。北半球低壓系統(tǒng)空氣呈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，南半球則呈順時(shí)針?lè)较颉５蛪合到y(tǒng)通常帶來(lái)不穩(wěn)定天氣，如多云、降水甚至風(fēng)暴。熱帶低壓、溫帶氣旋都是典型的低壓系統(tǒng)。鋒面系統(tǒng)鋒面是不同性質(zhì)氣團(tuán)的交界面，是天氣變化的主要區(qū)域。冷鋒是冷空氣主動(dòng)進(jìn)入暖空氣區(qū)域形成的鋒面，常帶來(lái)短時(shí)強(qiáng)降水。暖鋒是暖空氣主動(dòng)進(jìn)入冷空氣區(qū)域形成的鋒面，通常帶來(lái)持續(xù)性降水。還有準(zhǔn)靜止鋒和閉塞鋒等類型。氣候系統(tǒng)生物圈包括所有生物及其生存環(huán)境巖石圈地球表面的土壤和巖石冰凍圈地球表面的冰川、積雪和凍土水圈海洋、河流、湖泊等水體大氣圈包圍地球的氣體層氣候系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的相互作用系統(tǒng)，各組成部分之間存在著能量交換、物質(zhì)循環(huán)等多種相互作用。例如，海洋吸收大氣中的熱量和二氧化碳，植物通過(guò)光合作用影響大氣成分，冰川反射太陽(yáng)輻射影響地球能量平衡。這些復(fù)雜的相互作用共同決定了地球的氣候狀態(tài)和變化。第二部分：主要?dú)庀笠販囟群饬靠諝饫錈岢潭鹊奈锢砹浚亲罨镜臍庀笠刂粴鈮簡(jiǎn)挝幻娣e上大氣的壓力，是空氣運(yùn)動(dòng)的重要驅(qū)動(dòng)力濕度空氣中水汽含量的度量，影響降水和人體舒適度風(fēng)空氣的水平運(yùn)動(dòng)，傳輸熱量和水汽的重要載體主要?dú)庀笠厥敲枋龃髿鉅顟B(tài)的基本物理量，相互之間密切關(guān)聯(lián)、相互影響。氣象要素的時(shí)空分布及其變化是天氣預(yù)報(bào)和氣候研究的基本內(nèi)容。通過(guò)對(duì)這些氣象要素的系統(tǒng)觀測(cè)和分析，氣象學(xué)家能夠理解大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律，預(yù)測(cè)未來(lái)天氣變化。溫度溫度定義溫度是表示物體冷熱程度的物理量，反映了空氣分子平均動(dòng)能的大小。在氣象學(xué)中，通常使用攝氏度（℃）作為溫度的計(jì)量單位。溫度是最直觀的氣象要素，直接影響人體的冷熱感受。氣溫的日變化和年變化具有明顯的周期性，這主要受太陽(yáng)輻射變化的影響。一般來(lái)說(shuō)，一天中的最低氣溫出現(xiàn)在日出前后，最高氣溫出現(xiàn)在午后2-3點(diǎn)。影響因素影響氣溫的主要因素包括：太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、地理位置（緯度）、海拔高度、地表類型、海陸分布、大氣環(huán)流等。緯度越高，年平均氣溫越低；海拔每升高100米，氣溫約下降0.6℃。測(cè)量方法氣溫測(cè)量主要使用溫度計(jì)。傳統(tǒng)溫度計(jì)包括水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)。現(xiàn)代氣象站多采用電子溫度傳感器，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸。溫度計(jì)通常放置在百葉箱內(nèi)，以避免陽(yáng)光直射和雨雪影響。氣壓氣壓定義氣壓是單位面積上受到的大氣壓力，反映了空氣柱對(duì)地面的重力作用。標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓為1013.25百帕（hPa）或760毫米汞柱（mmHg）。氣壓是驅(qū)動(dòng)空氣運(yùn)動(dòng)的主要力量，氣壓差異導(dǎo)致風(fēng)的產(chǎn)生。氣壓變化原因氣壓隨高度增加而減小，海拔每升高約5.5公里，氣壓下降一半。水平方向上，氣壓的變化主要受溫度分布影響。一般而言，冷空氣密度大，形成高氣壓；暖空氣密度小，形成低氣壓。此外，水汽含量也會(huì)影響氣壓。測(cè)量?jī)x器傳統(tǒng)的氣壓測(cè)量?jī)x器是水銀氣壓計(jì)，根據(jù)氣壓變化導(dǎo)致水銀柱高度的變化來(lái)測(cè)量氣壓。現(xiàn)代氣象站多使用電子式氣壓計(jì)（如電容式氣壓傳感器），精度高且便于自動(dòng)觀測(cè)。氣壓觀測(cè)值通常換算為海平面氣壓，以便于不同地區(qū)間的比較。濕度濕度概念濕度是指空氣中水汽含量的多少，是表征大氣濕潤(rùn)程度的重要?dú)庀笠亍穸戎苯佑绊懭梭w舒適度、植物生長(zhǎng)以及降水的形成。空氣中的水汽主要來(lái)自海洋、湖泊、河流的蒸發(fā)以及植物的蒸騰作用。相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度絕對(duì)濕度是單位體積空氣中含有的水汽質(zhì)量，通常用克/立方米表示。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，是最常用的濕度表示方法。此外，還有比濕（單位質(zhì)量空氣中水汽的質(zhì)量比）、露點(diǎn)溫度（空氣冷卻至飽和時(shí)的溫度）等概念。濕度測(cè)量傳統(tǒng)的濕度測(cè)量使用干濕球溫度計(jì)（干濕球濕度計(jì)），通過(guò)測(cè)量干球溫度和濕球溫度的差值計(jì)算相對(duì)濕度。現(xiàn)代氣象觀測(cè)多采用電子濕度傳感器，如電容式濕度計(jì)或電阻式濕度計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度自動(dòng)觀測(cè)。風(fēng)風(fēng)的定義風(fēng)是空氣的水平運(yùn)動(dòng)，是大氣運(yùn)動(dòng)的重要形式。風(fēng)是由氣壓差引起的，空氣總是從高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)。地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的科里奧利力會(huì)使風(fēng)向偏轉(zhuǎn)，在北半球向右偏，南半球向左偏。風(fēng)是傳輸熱量、水汽和污染物的重要載體，對(duì)天氣系統(tǒng)的發(fā)展和氣候形成有重要影響。風(fēng)向和風(fēng)速風(fēng)向指風(fēng)吹來(lái)的方向，通常用16個(gè)方位表示，如東風(fēng)、西南風(fēng)等。風(fēng)速表示空氣運(yùn)動(dòng)的快慢，常用單位是米/秒或公里/小時(shí)。根據(jù)風(fēng)速大小，可將風(fēng)分為微風(fēng)、和風(fēng)、強(qiáng)風(fēng)、大風(fēng)、暴風(fēng)等不同等級(jí)。局地風(fēng)系統(tǒng)由于地形和下墊面差異，形成了許多特殊的局地風(fēng)系統(tǒng)。如海陸風(fēng)（晝夜交替的沿海風(fēng)系統(tǒng)）、山谷風(fēng)（山區(qū)晝夜交替的風(fēng)系統(tǒng)）、焚風(fēng)（下沉增溫的干熱風(fēng)）、季風(fēng)（季節(jié)性改變方向的風(fēng)系統(tǒng)）等。云云的形成過(guò)程云是由大量懸浮在空中的微小水滴或冰晶組成的可見聚合體。云的形成主要通過(guò)空氣上升、冷卻、凝結(jié)或凝華過(guò)程。上升的空氣膨脹冷卻，當(dāng)溫度降至露點(diǎn)以下時(shí)，水汽開始凝結(jié)成水滴或凝華成冰晶，形成云。高層云主要由冰晶組成，形態(tài)輕薄，包括卷云、卷層云和卷積云中層云由水滴和冰晶混合組成，包括高層云、高積云低層云主要由水滴組成，包括層積云、層云和積雨云云的觀測(cè)云的觀測(cè)包括云量（天空被云覆蓋的比例）、云狀（云的形態(tài)）和云高（云底距地面高度）。現(xiàn)代氣象站還使用云高儀和全天空云圖儀等儀器進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)。衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠從空間獲取全球云系分布信息。降水降水形成機(jī)制降水是指從云中落到地面的液態(tài)或固態(tài)水。降水形成需要兩個(gè)基本條件：足夠的水汽供應(yīng)和有效的凝結(jié)核。主要形成理論包括碰并增長(zhǎng)理論（暖云降水）和冰晶過(guò)程理論（冷云降水）。水滴或冰晶必須長(zhǎng)到足夠大才能克服上升氣流的阻力落到地面。降水類型根據(jù)形態(tài)可分為：雨（液態(tài)）、雪（固態(tài)）、雹（固態(tài)）、霰（固態(tài)）等。根據(jù)形成機(jī)制可分為：對(duì)流性降水（短歷時(shí)、強(qiáng)度大）、層狀性降水（長(zhǎng)歷時(shí)、強(qiáng)度小）和地形性降水（受地形抬升影響）。根據(jù)時(shí)間分布特征可分為：陣性降水、連續(xù)性降水和間歇性降水。降水量測(cè)量降水量是指單位時(shí)間內(nèi)單位水平面積上的降水深度，通常用毫米表示。傳統(tǒng)觀測(cè)使用雨量筒或雨量器手動(dòng)測(cè)量。現(xiàn)代氣象站多采用翻斗式雨量計(jì)、稱重式雨量計(jì)等自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備。此外，雷達(dá)和衛(wèi)星也被廣泛用于監(jiān)測(cè)降水分布。能見度能見度定義能見度是指在當(dāng)時(shí)的大氣條件下，人眼能夠看清目標(biāo)的最大水平距離。它是表征大氣透明度的重要指標(biāo)，直接影響交通安全，特別是航空和航海安全。能見度是一個(gè)統(tǒng)計(jì)意義上的平均值，實(shí)際觀測(cè)中通常選取多個(gè)方向上的能見度取平均值。影響因素影響能見度的主要因素包括：大氣中的懸浮顆粒物（如灰塵、煙霧、鹽粒）大氣中的水汽（如霧、雨、雪）空氣污染物（如煙塵、霧霾）光照條件（如背景光亮度）測(cè)量方法傳統(tǒng)的能見度觀測(cè)是通過(guò)目視法，觀測(cè)員觀察預(yù)先確定距離的目標(biāo)物是否可見來(lái)估計(jì)能見度。現(xiàn)代氣象站多采用能見度儀進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，原理是測(cè)量大氣對(duì)光的散射或吸收程度。在航空氣象中，還使用跑道視程（RVR）來(lái)評(píng)估在跑道上的能見度情況，這對(duì)飛機(jī)起降安全尤為重要。第三部分：常見氣象現(xiàn)象常見氣象現(xiàn)象是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到的天氣狀況，包括各種形式的降水（如雨、雪）、能見度現(xiàn)象（如霧、霾）、電光現(xiàn)象（如雷電）以及大氣光學(xué)現(xiàn)象（如彩虹、暈）等。這些現(xiàn)象不僅影響我們的日常生活和出行安全，也構(gòu)成了豐富多彩的自然景觀。了解這些氣象現(xiàn)象的形成機(jī)制和特點(diǎn)，有助于我們更好地預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)天氣變化，減少氣象災(zāi)害的影響，同時(shí)也能增進(jìn)我們對(duì)自然界奇妙變化的理解和欣賞。雨形成機(jī)制雨是最常見的降水形式，是從云中落下的液態(tài)水滴。雨的形成需要空氣上升冷卻、水汽凝結(jié)和水滴增長(zhǎng)三個(gè)過(guò)程。當(dāng)空氣上升冷卻至露點(diǎn)溫度以下時(shí)，水汽開始凝結(jié)成微小水滴；這些水滴通過(guò)碰并增長(zhǎng)或冰晶過(guò)程不斷長(zhǎng)大，當(dāng)重力超過(guò)上升氣流的支撐力時(shí)，水滴開始下落形成雨。根據(jù)形成機(jī)制，雨可分為對(duì)流性降雨（如雷陣雨）、鋒面性降雨和地形性降雨等類型。雨的類型按照強(qiáng)度可分為：小雨：24小時(shí)降水量<10毫米中雨：10-25毫米大雨：25-50毫米暴雨：50-100毫米大暴雨：100-250毫米特大暴雨：>250毫米對(duì)環(huán)境的影響雨是自然界水循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)維持生態(tài)平衡、補(bǔ)充水資源有重要作用。適度的降雨有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)和空氣凈化。但強(qiáng)降雨可能導(dǎo)致洪澇災(zāi)害、水土流失和地質(zhì)災(zāi)害，如山體滑坡、泥石流等。雪雪的形成條件雪是固態(tài)降水，由大量冰晶組成。雪的形成需要兩個(gè)基本條件：足夠低的氣溫和充足的水汽。當(dāng)空氣溫度低于0℃且相對(duì)濕度較高時(shí)，水汽可以直接凝華成冰晶。這些冰晶在適宜條件下不斷生長(zhǎng)，最終形成雪花。地面氣溫通常需要在2℃以下才能保證雪花落地不融化。雪花結(jié)構(gòu)雪花的基本結(jié)構(gòu)是六角形，這反映了水分子在結(jié)晶過(guò)程中的排列方式。盡管基本結(jié)構(gòu)相似，但由于溫度、濕度等條件的細(xì)微差異，每一片雪花的具體形態(tài)都各不相同。根據(jù)形成條件不同，雪花可以呈現(xiàn)針狀、柱狀、板狀、樹枝狀等多種形態(tài)。積雪效應(yīng)積雪對(duì)環(huán)境有多重影響。首先，積雪具有很高的反照率（反射太陽(yáng)輻射的能力），能反射70-90%的太陽(yáng)輻射，導(dǎo)致地表溫度降低。其次，積雪是良好的隔熱體，能保護(hù)地表和地下生物免受嚴(yán)寒侵襲。此外，春季融雪是重要的水資源補(bǔ)給，但過(guò)快融化可能導(dǎo)致融雪洪水。霧水汽凝結(jié)空氣中水汽在凝結(jié)核上凝結(jié)成微小水滴光散射懸浮水滴散射光線，降低能見度溫度回升隨溫度升高，水滴蒸發(fā)，霧逐漸消散風(fēng)力擾動(dòng)風(fēng)的擾動(dòng)可加速霧的消散或形成霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的，能見度小于1公里的天氣現(xiàn)象。根據(jù)形成機(jī)制，霧可分為幾種主要類型：輻射霧（夜間地面輻射冷卻形成）、平流霧（暖濕氣流流經(jīng)冷表面形成）、蒸發(fā)霧（水面蒸發(fā)水汽遇冷凝結(jié)）和鋒面霧（鋒面系統(tǒng)中形成）等。霧對(duì)交通有顯著影響，特別是對(duì)航空、航海和公路交通安全構(gòu)成威脅。濃霧天氣常導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)關(guān)閉、航班延誤或取消，海上船只需減速或停航，公路上則易發(fā)生連環(huán)交通事故。霜霜的形成條件霜是地面或近地面物體表面的冰晶沉積物，由空氣中的水汽直接凝華而成。霜的形成需要滿足三個(gè)基本條件：地表溫度降至0℃以下空氣中含有足夠的水汽較為穩(wěn)定的天氣條件（微風(fēng)或無(wú)風(fēng)）霜通常在晴朗、無(wú)云的夜晚形成，因?yàn)檫@時(shí)地表輻射散熱強(qiáng)烈，導(dǎo)致地表溫度迅速下降。霜凍危害霜凍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，特別是在春季和秋季的過(guò)渡時(shí)期。霜凍對(duì)農(nóng)作物的危害主要有：凍傷或殺死植物嫩芽、花朵和幼果破壞植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致枯萎延遲作物生長(zhǎng)，縮短生長(zhǎng)期減少產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量防霜措施為減輕霜凍危害，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常采取以下防霜措施：增加地表覆蓋（如稻草、塑料薄膜等）煙霧法（燃燒秸稈等產(chǎn)生煙霧，減少輻射冷卻）噴水法（利用水結(jié)冰釋放的潛熱）風(fēng)機(jī)攪拌法（防止冷空氣沉積）加熱法（田間點(diǎn)火或使用加熱器）雷電電荷分離積雨云內(nèi)冰晶、雪花與霰粒碰撞產(chǎn)生電荷分離，通常云上部帶正電，下部帶負(fù)電先導(dǎo)形成電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到閾值時(shí)，負(fù)電荷以階梯狀先導(dǎo)向地面放電，尋找路徑回?fù)敉ǖ喇?dāng)先導(dǎo)接近地面，地面物體發(fā)出向上先導(dǎo)與其相連，形成完整放電通道主放電通道形成后，大量電荷快速流動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)光（閃電）和空氣急劇膨脹（雷鳴）根據(jù)發(fā)生位置和形態(tài)，閃電可分為：云內(nèi)閃電（發(fā)生在同一云內(nèi)）、云間閃電（發(fā)生在不同云間）和云地閃電（云到地面）。云地閃電對(duì)人類活動(dòng)威脅最大，但實(shí)際上云內(nèi)閃電發(fā)生頻率更高。雷電防護(hù)主要依靠避雷針、避雷帶等設(shè)施，它們能提供優(yōu)先放電通道，將雷電引入地下。遇到雷雨天氣，應(yīng)避免在開闊地、高大建筑物或樹木附近停留，不宜使用金屬制品，最好停留在安全的室內(nèi)環(huán)境。彩虹彩虹形成原理彩虹是一種美麗的大氣光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)空氣中的水滴（如雨滴）時(shí)產(chǎn)生。彩虹形成的物理過(guò)程包括折射、反射和色散三個(gè)關(guān)鍵步驟：太陽(yáng)光射入水滴時(shí)發(fā)生折射，改變光線傳播方向光線在水滴內(nèi)部的后表面發(fā)生反射光線離開水滴時(shí)再次折射，同時(shí)不同波長(zhǎng)的光分離成不同顏色由于不同顏色光線的折射角度不同，紅光位于彩虹的外側(cè)，紫光位于內(nèi)側(cè)。觀測(cè)者必須背對(duì)太陽(yáng)，面向有雨滴的方向才能看到彩虹。單虹和雙虹單虹（主虹）是光線在水滴中只發(fā)生一次內(nèi)反射形成的。它的顏色排列從外到內(nèi)依次是：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。雙虹是在主虹外側(cè)出現(xiàn)的次虹，由光線在水滴中發(fā)生兩次內(nèi)反射形成。次虹比主虹暗，且顏色順序相反，從外到內(nèi)是：紫、靛、藍(lán)、綠、黃、橙、紅。主虹和次虹之間的區(qū)域稱為亞歷山大暗帶。彩虹觀測(cè)彩虹最常見于雨后天晴時(shí)，當(dāng)空氣中還有懸浮的雨滴，而太陽(yáng)又重新出現(xiàn)。最佳觀測(cè)時(shí)間是在日出后或日落前，此時(shí)太陽(yáng)高度角較低，彩虹弧度更大。水霧區(qū)（如瀑布、噴泉附近）也常能觀察到彩虹。大氣光學(xué)現(xiàn)象暈暈是太陽(yáng)或月亮周圍出現(xiàn)的光環(huán)，最常見的是22°暈。它由高空卷云或卷層云中的六角形冰晶對(duì)光的折射形成。光線通過(guò)冰晶的相對(duì)棱面時(shí)發(fā)生60°偏折，形成圓形光環(huán)。有時(shí)還可見到46°暈、幻日環(huán)等其他類型的暈。幻日幻日（俗稱"日耳朵"）是出現(xiàn)在太陽(yáng)兩側(cè)的亮點(diǎn)，與太陽(yáng)和觀察者在同一水平面上。它由大氣中水平漂浮的六角形板狀冰晶反射陽(yáng)光形成。當(dāng)大氣中存在大量定向排列的冰晶時(shí)，幻日現(xiàn)象最為明顯，常見于寒冷的冬季。綠閃綠閃是日出或日落時(shí)，太陽(yáng)上緣出現(xiàn)的一瞬間綠色光芒。它由大氣折射和散射作用共同形成。當(dāng)太陽(yáng)接近地平線時(shí)，陽(yáng)光通過(guò)的大氣層最厚，藍(lán)光被散射，紅光被吸收，留下的綠光成為最后可見的顏色。綠閃通常只持續(xù)幾秒鐘，最容易在海平面上觀察到。第四部分：極端天氣事件極端天氣事件是指超出正常范圍的、強(qiáng)度異常的天氣現(xiàn)象，通常具有破壞性和危害性。這類事件包括臺(tái)風(fēng)、暴雨、暴雪、寒潮、熱浪、沙塵暴、龍卷風(fēng)和冰雹等。極端天氣事件發(fā)生頻率雖然不高，但影響范圍廣、強(qiáng)度大，常常導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。隨著全球氣候變化的加劇，極端天氣事件的頻率和強(qiáng)度有增加趨勢(shì)。了解這些極端天氣的形成機(jī)制、發(fā)展規(guī)律和預(yù)警方法，對(duì)于減輕災(zāi)害影響、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。本部分將詳細(xì)介紹各類極端天氣事件的特征、影響和應(yīng)對(duì)措施。臺(tái)風(fēng)臺(tái)風(fēng)眼臺(tái)風(fēng)中心的低氣壓區(qū)域，天氣晴朗，風(fēng)力較小眼墻環(huán)繞臺(tái)風(fēng)眼的強(qiáng)對(duì)流區(qū)，風(fēng)力和降水最強(qiáng)螺旋雨帶從眼墻向外延伸的螺旋狀對(duì)流帶，帶來(lái)強(qiáng)風(fēng)和降水臺(tái)風(fēng)預(yù)警藍(lán)色、黃色、橙色、紅色四級(jí)預(yù)警，基于風(fēng)力和影響程度臺(tái)風(fēng)是熱帶海洋上形成的強(qiáng)烈熱帶氣旋，也稱颶風(fēng)或熱帶氣旋。它在北太平洋西部稱為臺(tái)風(fēng)，形成于海水溫度高于26℃的熱帶海域。臺(tái)風(fēng)形成時(shí)，大量暖濕空氣上升，釋放凝結(jié)潛熱，形成強(qiáng)大的低氣壓系統(tǒng)。臺(tái)風(fēng)按照中心附近最大風(fēng)速分為6個(gè)等級(jí)：熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)中心附近最大風(fēng)速可超過(guò)51米/秒（17級(jí)）。臺(tái)風(fēng)登陸后帶來(lái)的主要災(zāi)害包括：強(qiáng)風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮和次生災(zāi)害（如山洪、滑坡和泥石流）。暴雨50mm暴雨標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)降水量達(dá)到或超過(guò)50毫米100mm大暴雨標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)降水量達(dá)到或超過(guò)100毫米250mm特大暴雨標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)降水量達(dá)到或超過(guò)250毫米70%災(zāi)害相關(guān)性中國(guó)70%以上的自然災(zāi)害與暴雨有關(guān)暴雨是指短時(shí)間內(nèi)降水量很大的降水現(xiàn)象，通常由強(qiáng)烈的對(duì)流活動(dòng)或持續(xù)的層狀云系引起。形成暴雨的主要天氣系統(tǒng)包括：熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）、強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)（如雷暴）、梅雨鋒面和地形抬升效應(yīng)等。暴雨常伴隨著雷電、大風(fēng)等天氣現(xiàn)象。暴雨造成的主要災(zāi)害包括城市內(nèi)澇、河流洪水、山洪暴發(fā)、泥石流和滑坡等。防御暴雨災(zāi)害的措施包括：完善排水系統(tǒng)、加強(qiáng)水庫(kù)調(diào)度、提高預(yù)警能力和應(yīng)急響應(yīng)水平。在暴雨天氣，公眾應(yīng)避免在低洼地區(qū)活動(dòng)，不要涉水通過(guò)積水區(qū)域，注意收聽氣象部門發(fā)布的預(yù)警信息。暴雪暴雪形成條件暴雪是指24小時(shí)內(nèi)降雪量達(dá)到或超過(guò)10毫米的降雪天氣。形成暴雪需要滿足三個(gè)基本條件：充足的水汽供應(yīng)、適宜的氣溫條件（通常為-10℃至0℃之間）和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。暴雪多發(fā)生在冷暖氣流交匯的鋒面地區(qū)，或強(qiáng)冷空氣侵入含有豐富水汽的地區(qū)。暴雪災(zāi)害特點(diǎn)暴雪災(zāi)害具有突發(fā)性、持續(xù)性和連鎖性特點(diǎn)。大量積雪可導(dǎo)致交通中斷、通信和電力設(shè)施損毀、建筑物坍塌等直接災(zāi)害。隨后可能引發(fā)雪崩、融雪洪水等次生災(zāi)害。寒冷環(huán)境還可能導(dǎo)致人員凍傷、農(nóng)牧業(yè)損失等間接影響。暴雪災(zāi)害對(duì)城市運(yùn)行和交通系統(tǒng)的影響尤為顯著。應(yīng)對(duì)措施應(yīng)對(duì)暴雪災(zāi)害的主要措施包括：完善預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，提前發(fā)布預(yù)警信息；加強(qiáng)交通、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的除雪和維護(hù)工作；儲(chǔ)備充足的食品、飲用水和取暖設(shè)備；開展公眾安全教育，提高自救互救能力。在暴雪天氣，公眾應(yīng)盡量減少外出，注意保暖，避免長(zhǎng)時(shí)間在戶外活動(dòng)。寒潮冷空氣形成極地或西伯利亞地區(qū)形成強(qiáng)大的冷高壓冷空氣南下冷高壓向南移動(dòng)，冷空氣大規(guī)模南侵溫度急劇下降24小時(shí)內(nèi)氣溫下降8℃以上，北方地區(qū)10℃以上伴隨現(xiàn)象大風(fēng)、降溫、降水（雨、雪）和霜凍等寒潮是一種強(qiáng)烈的大范圍冷空氣活動(dòng)，以顯著降溫、大風(fēng)和降水等天氣現(xiàn)象為特征。根據(jù)中國(guó)氣象部門標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)24小時(shí)內(nèi)最低氣溫下降幅度達(dá)到8℃以上（或10℃以上，視地區(qū)而定），且最低氣溫≤4℃時(shí)，稱為寒潮。寒潮對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源供應(yīng)、交通運(yùn)輸和人體健康有顯著影響。農(nóng)作物可能遭受凍害；能源需求驟增，供暖系統(tǒng)壓力增大；道路結(jié)冰導(dǎo)致交通事故增多；人體抵抗力下降，心腦血管疾病高發(fā)。寒潮預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)，公眾應(yīng)關(guān)注預(yù)警信息，做好防寒保暖工作。熱浪熱浪形成機(jī)制熱浪是指持續(xù)數(shù)天的異常高溫天氣過(guò)程。其形成主要有以下幾種機(jī)制：副熱帶高壓系統(tǒng)持續(xù)控制，下沉氣流抑制對(duì)流，導(dǎo)致持續(xù)高溫大尺度反氣旋環(huán)流阻斷冷空氣南下，使暖空氣長(zhǎng)時(shí)間滯留沙漠或干旱地區(qū)的熱空氣輸送城市熱島效應(yīng)加劇熱浪影響熱浪對(duì)健康的影響熱浪對(duì)人體健康有嚴(yán)重影響，主要包括：熱痙攣：大量出汗導(dǎo)致電解質(zhì)失衡，引起肌肉痙攣熱衰竭：體溫調(diào)節(jié)功能紊亂，出現(xiàn)頭暈、惡心等癥狀中暑：體溫急劇升高（>40℃），可危及生命加重心腦血管疾病負(fù)擔(dān)老人、兒童、慢性病患者和戶外工作者是熱浪的高風(fēng)險(xiǎn)人群。防暑降溫措施面對(duì)熱浪天氣，應(yīng)采取以下防護(hù)措施：避免在高溫時(shí)段（10:00-16:00）戶外活動(dòng)保持室內(nèi)通風(fēng)和使用空調(diào)設(shè)備增加飲水量，補(bǔ)充電解質(zhì)穿著輕薄、淺色、透氣性好的衣物特別關(guān)注老人和兒童的防暑需求沙塵暴沙塵暴形成條件沙塵暴是指強(qiáng)風(fēng)將大量沙塵卷入空中，使空氣渾濁，能見度顯著降低的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。沙塵暴形成需要三個(gè)基本條件：地面有松散的沙塵物質(zhì)（沙源）強(qiáng)勁的風(fēng)力（通常需要6級(jí)以上大風(fēng)）不穩(wěn)定的大氣層結(jié)（有利于沙塵垂直擴(kuò)散）中國(guó)的沙塵暴主要發(fā)生在西北地區(qū)和華北北部，多發(fā)生在春季（3-5月），這與冷空氣活動(dòng)頻繁和地面植被稀少有關(guān)。沙塵暴分類根據(jù)能見度和風(fēng)速，沙塵天氣可分為：浮塵：能見度1-10公里揚(yáng)沙：能見度1公里以下沙塵暴：能見度小于500米強(qiáng)沙塵暴：能見度小于50米防沙治沙防沙治沙的主要措施包括：植被恢復(fù)：種植防風(fēng)固沙植物，建立生態(tài)屏障工程措施：修建防風(fēng)林帶、沙障、草方格等農(nóng)牧業(yè)調(diào)整：調(diào)整耕作方式，控制放牧強(qiáng)度科學(xué)預(yù)警：完善沙塵暴監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)龍卷風(fēng)超級(jí)單體雷暴龍卷風(fēng)通常形成于強(qiáng)大的超級(jí)單體雷暴云中氣流旋轉(zhuǎn)垂直風(fēng)切變導(dǎo)致水平氣流旋轉(zhuǎn)，形成中尺度氣旋漏斗云形成旋轉(zhuǎn)氣流下伸至地面，形成可見的漏斗狀云柱強(qiáng)烈破壞極強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)速和氣壓差造成嚴(yán)重破壞龍卷風(fēng)是一種小尺度但極具破壞力的天氣現(xiàn)象，表現(xiàn)為一個(gè)從云底延伸到地面的漏斗狀云柱。龍卷風(fēng)直徑通常在幾十到幾百米之間，但其內(nèi)部風(fēng)速可高達(dá)100-450公里/小時(shí)。龍卷風(fēng)壽命較短，一般持續(xù)幾分鐘到半小時(shí)，但破壞力極強(qiáng)。龍卷風(fēng)強(qiáng)度按福吉塔等級(jí)（EF0-EF5）劃分，EF5級(jí)龍卷風(fēng)風(fēng)速超過(guò)320公里/小時(shí)，可以摧毀堅(jiān)固建筑。遇到龍卷風(fēng)時(shí)，應(yīng)立即尋找堅(jiān)固的建筑物避險(xiǎn)，前往地下室或內(nèi)部房間，遠(yuǎn)離窗戶，保持匍匐姿勢(shì)并保護(hù)頭部。若在野外，應(yīng)尋找低洼地帶，不要在車內(nèi)或移動(dòng)房屋中避險(xiǎn)。冰雹冰核形成過(guò)冷水滴在冰晶核心周圍凍結(jié)上下運(yùn)動(dòng)在強(qiáng)上升氣流中上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)層層增厚不斷附著新的冰層，形成同心環(huán)結(jié)構(gòu)重力下落當(dāng)重量超過(guò)上升氣流承托能力時(shí)落向地面冰雹是一種固態(tài)降水，由堅(jiān)硬的冰塊組成，直徑通常在5毫米以上。冰雹主要發(fā)生在強(qiáng)烈的對(duì)流性雷暴云中，特別是在超級(jí)單體雷暴云內(nèi)。理想的冰雹形成環(huán)境需要強(qiáng)烈的上升氣流（速度可達(dá)30-40米/秒）和豐富的過(guò)冷水滴供應(yīng)。冰雹對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損害最為嚴(yán)重，可以在短時(shí)間內(nèi)毀壞大面積農(nóng)作物。此外，冰雹還會(huì)損壞建筑物屋頂、車輛、溫室和太陽(yáng)能設(shè)備等。防雹技術(shù)主要包括人工干預(yù)措施，如向云中播撒碘化銀等催化劑，促使大量小冰雹形成，避免形成大冰雹。農(nóng)業(yè)上還可通過(guò)搭建防雹網(wǎng)等物理防護(hù)措施減輕冰雹災(zāi)害。第五部分：氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)地面觀測(cè)地面氣象觀測(cè)是獲取近地面大氣狀態(tài)的基礎(chǔ)工作。自動(dòng)氣象站網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速、降水等要素。這些數(shù)據(jù)是天氣預(yù)報(bào)和氣候研究的基礎(chǔ)。遙感觀測(cè)現(xiàn)代氣象觀測(cè)廣泛應(yīng)用遙感技術(shù)，包括氣象雷達(dá)、氣象衛(wèi)星和風(fēng)廓線雷達(dá)等。這些技術(shù)能夠獲取大范圍、高時(shí)空分辨率的氣象數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)強(qiáng)對(duì)流天氣和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣具有重要作用。數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的核心技術(shù)，通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)求解大氣動(dòng)力學(xué)方程組，模擬大氣未來(lái)狀態(tài)演變。隨著計(jì)算能力提升和模式改進(jìn)，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率不斷提高，預(yù)見期不斷延長(zhǎng)。地面氣象觀測(cè)觀測(cè)站網(wǎng)地面氣象觀測(cè)站網(wǎng)是氣象觀測(cè)的基礎(chǔ)設(shè)施，包括基準(zhǔn)站、基本站和一般站三類。中國(guó)已建成覆蓋全國(guó)的地面氣象觀測(cè)站網(wǎng)，站點(diǎn)密度在東部地區(qū)較高，西部地區(qū)相對(duì)稀疏。觀測(cè)站按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行布設(shè)，確保數(shù)據(jù)的代表性和可比性。國(guó)際氣象組織（WMO）協(xié)調(diào)全球氣象觀測(cè)站網(wǎng)，促進(jìn)全球氣象數(shù)據(jù)共享和交換，為全球天氣預(yù)報(bào)和氣候研究提供支持。自動(dòng)氣象站現(xiàn)代氣象觀測(cè)主要依靠自動(dòng)氣象站（AWS）進(jìn)行，它能夠全天候自動(dòng)觀測(cè)多種氣象要素，并實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。自動(dòng)氣象站主要組成部分包括：各類傳感器（溫濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向、雨量等）數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)通信系統(tǒng)（GPRS、衛(wèi)星通信等）供電系統(tǒng)（市電、太陽(yáng)能、電池等）自動(dòng)氣象站大大提高了觀測(cè)效率和數(shù)據(jù)時(shí)空分辨率，特別是在人煙稀少的地區(qū)發(fā)揮重要作用。觀測(cè)要素地面氣象觀測(cè)的主要要素包括：氣溫（包括最高、最低溫度）氣壓及氣壓變化濕度（相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度）風(fēng)向和風(fēng)速降水量和降水類型日照時(shí)數(shù)和輻射強(qiáng)度能見度和天氣現(xiàn)象蒸發(fā)量和地溫高空氣象觀測(cè)探空氣球探空氣球是傳統(tǒng)的高空氣象觀測(cè)手段，通常每天定時(shí)（北京時(shí)間08時(shí)和20時(shí)）施放。探空氣球攜帶無(wú)線電探空儀，可測(cè)量從地面到約30公里高空的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向和風(fēng)速等要素。探空數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)大氣垂直結(jié)構(gòu)和為數(shù)值預(yù)報(bào)模式提供初始場(chǎng)至關(guān)重要。中國(guó)建有約120個(gè)探空站，基本覆蓋全國(guó)。氣象雷達(dá)氣象雷達(dá)是探測(cè)降水云系的重要工具，尤其在監(jiān)測(cè)強(qiáng)對(duì)流天氣方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。多普勒天氣雷達(dá)不僅能探測(cè)云中的水滴大小和分布，還能測(cè)量其運(yùn)動(dòng)速度（徑向速度）。中國(guó)已建成覆蓋全國(guó)的新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)，包括多普勒雷達(dá)和雙偏振雷達(dá)等。雷達(dá)資料可用于強(qiáng)降水短時(shí)臨近預(yù)報(bào)、冰雹和龍卷風(fēng)等災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)。風(fēng)廓線儀風(fēng)廓線儀是一種地基遙感儀器，利用電磁波被大氣中湍流散射的原理，探測(cè)不同高度的風(fēng)向和風(fēng)速，得到風(fēng)的垂直剖面（風(fēng)廓線）。現(xiàn)代風(fēng)廓線雷達(dá)可監(jiān)測(cè)從地面到10公里高度的風(fēng)場(chǎng)，時(shí)間分辨率可達(dá)幾分鐘，在低空風(fēng)切變探測(cè)、污染物擴(kuò)散研究等方面具有重要應(yīng)用。與探空氣球相比，風(fēng)廓線儀具有連續(xù)觀測(cè)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。衛(wèi)星氣象觀測(cè)極軌衛(wèi)星極軌氣象衛(wèi)星運(yùn)行在近極地軌道上，高度通常在700-900公里之間。它以接近南北方向繞地球運(yùn)行，每天可對(duì)地球表面進(jìn)行多次全球覆蓋，提供高空間分辨率的觀測(cè)數(shù)據(jù)。極軌衛(wèi)星的主要優(yōu)勢(shì)是高分辨率和觀測(cè)儀器豐富，可以提供垂直方向的大氣溫濕度剖面、海表溫度、海冰分布、大氣成分等多種參數(shù)。代表性的極軌氣象衛(wèi)星包括美國(guó)的NOAA系列和中國(guó)的風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星。靜止衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星位于赤道上空約36000公里高度的地球同步軌道，隨地球自轉(zhuǎn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)地面位置保持不變。它能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)同一區(qū)域，提供高時(shí)間分辨率的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。靜止衛(wèi)星最大優(yōu)勢(shì)是可以連續(xù)觀測(cè)，監(jiān)測(cè)天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變過(guò)程，特別適合監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)、暴雨等快速變化的天氣系統(tǒng)。中國(guó)的風(fēng)云二號(hào)和風(fēng)云四號(hào)、日本的向日葵衛(wèi)星、美國(guó)的GOES衛(wèi)星都是靜止氣象衛(wèi)星。衛(wèi)星遙感產(chǎn)品現(xiàn)代氣象衛(wèi)星可提供多種遙感產(chǎn)品：云圖：可見光、紅外和水汽通道云圖云參數(shù)：云頂高度、云頂溫度、云類型降水估計(jì)：基于微波和紅外觀測(cè)的降水強(qiáng)度大氣垂直探測(cè)：溫度和濕度剖面地表參數(shù)：地表溫度、植被覆蓋、積雪海洋參數(shù)：海溫、海浪、海流、海冰海洋氣象觀測(cè)浮標(biāo)觀測(cè)海洋氣象浮標(biāo)是獲取海上氣象和海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的重要平臺(tái)。浮標(biāo)可分為定點(diǎn)浮標(biāo)和漂流浮標(biāo)兩類。定點(diǎn)浮標(biāo)通過(guò)錨系統(tǒng)固定在特定位置，持續(xù)監(jiān)測(cè)同一區(qū)域；漂流浮標(biāo)隨海流和風(fēng)力漂移，提供廣泛區(qū)域的觀測(cè)數(shù)據(jù)。浮標(biāo)上搭載多種傳感器，可監(jiān)測(cè)氣溫、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速、濕度、水溫、鹽度、波浪等參數(shù)。數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸至氣象中心。船舶觀測(cè)船舶氣象觀測(cè)是最傳統(tǒng)的海洋氣象觀測(cè)方式之一。商業(yè)船只和專業(yè)氣象觀測(cè)船按規(guī)定格式記錄和報(bào)告航行途中的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。現(xiàn)代船舶多配備自動(dòng)氣象站，可全天候觀測(cè)并通過(guò)衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。船舶觀測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于移動(dòng)性強(qiáng)，能夠獲取航線上的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)固定站點(diǎn)的不足。目前全球約有7000艘船舶參與氣象觀測(cè)工作。島嶼觀測(cè)站島嶼氣象觀測(cè)站是海洋氣象觀測(cè)網(wǎng)的重要組成部分，特別是在人煙稀少的海域。島嶼觀測(cè)站通常配備標(biāo)準(zhǔn)氣象觀測(cè)設(shè)備，按照陸地氣象站標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè)。這些觀測(cè)站不僅提供常規(guī)氣象數(shù)據(jù)，還常承擔(dān)特殊觀測(cè)任務(wù)，如天文觀測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)等。南海諸島、西沙、南沙群島上的氣象站對(duì)于監(jiān)測(cè)熱帶氣旋和季風(fēng)活動(dòng)具有重要價(jià)值。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品滿足社會(huì)需求的各類預(yù)報(bào)信息后處理和訂正模式產(chǎn)品加工和預(yù)報(bào)員主觀訂正數(shù)值預(yù)報(bào)模式數(shù)學(xué)物理方程組求解大氣未來(lái)狀態(tài)資料同化觀測(cè)數(shù)據(jù)和模式背景場(chǎng)融合生成初始場(chǎng)觀測(cè)資料多源觀測(cè)數(shù)據(jù)為模式提供輸入數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是利用大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)物理方程組，在計(jì)算機(jī)上模擬大氣未來(lái)狀態(tài)變化的預(yù)報(bào)方法。它是現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的核心技術(shù)，已成為氣象預(yù)報(bào)的主要依據(jù)。數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)分辨率不斷提高，預(yù)報(bào)產(chǎn)品不斷豐富，天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率逐年提升。集合預(yù)報(bào)是數(shù)值預(yù)報(bào)的重要發(fā)展方向，通過(guò)多次模擬計(jì)算得到一組預(yù)報(bào)結(jié)果，不僅提供最可能的預(yù)報(bào)結(jié)果，還能給出預(yù)報(bào)的不確定性范圍和概率分布。集合預(yù)報(bào)特別適用于臺(tái)風(fēng)路徑、強(qiáng)降水等高影響天氣事件的概率預(yù)報(bào)。天氣預(yù)報(bào)方法1臨近預(yù)報(bào)（0-2小時(shí)）臨近預(yù)報(bào)主要基于雷達(dá)、衛(wèi)星等實(shí)時(shí)觀測(cè)資料，利用外推法、模式識(shí)別等技術(shù)，預(yù)測(cè)未來(lái)幾十分鐘到2小時(shí)內(nèi)的天氣變化。它主要用于暴雨、雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣的短時(shí)預(yù)警，具有高時(shí)空分辨率的特點(diǎn)。現(xiàn)代臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)大多結(jié)合人工智能技術(shù)，提高了預(yù)報(bào)效率和準(zhǔn)確率。2短期預(yù)報(bào)（2-48小時(shí)）短期預(yù)報(bào)主要依靠區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)模式，結(jié)合預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測(cè)未來(lái)1-2天的天氣狀況。它是日常天氣預(yù)報(bào)的主體，關(guān)注的重點(diǎn)是降水、溫度變化和災(zāi)害性天氣。短期預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高，特別是溫度預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率可達(dá)85%以上。中央氣象臺(tái)每天發(fā)布的全國(guó)天氣預(yù)報(bào)就屬于短期預(yù)報(bào)。3中期預(yù)報(bào)（3-10天）中期預(yù)報(bào)主要依靠全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式，預(yù)測(cè)未來(lái)3-10天的天氣趨勢(shì)。中期預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率隨預(yù)報(bào)時(shí)效延長(zhǎng)而明顯下降，一般7天以內(nèi)的預(yù)報(bào)較為可信。中期預(yù)報(bào)主要關(guān)注天氣系統(tǒng)的演變趨勢(shì)和可能的災(zāi)害性天氣過(guò)程，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供參考。集合預(yù)報(bào)技術(shù)在中期預(yù)報(bào)中有廣泛應(yīng)用。4長(zhǎng)期預(yù)報(bào)（10天以上）長(zhǎng)期預(yù)報(bào)主要預(yù)測(cè)月、季節(jié)尺度的氣候異常，關(guān)注降水和溫度的距平（偏離常年平均的程度）。長(zhǎng)期預(yù)報(bào)利用大氣環(huán)流模式、統(tǒng)計(jì)方法和氣候系統(tǒng)中的慢變量（如海溫、土壤濕度等）的記憶特性。預(yù)報(bào)精度受限于大氣內(nèi)在的可預(yù)報(bào)性，以概率形式給出，主要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理等領(lǐng)域提供決策參考。氣候預(yù)測(cè)季節(jié)預(yù)測(cè)（1-3個(gè)月）季節(jié)預(yù)測(cè)關(guān)注未來(lái)1-3個(gè)月的氣溫、降水等氣候要素距平，是氣候預(yù)測(cè)的核心產(chǎn)品。季節(jié)預(yù)測(cè)主要基于氣候動(dòng)力模式和統(tǒng)計(jì)模型，充分利用海溫（特別是ENSO）、土壤濕度、雪蓋等慢變量的影響。季節(jié)預(yù)測(cè)產(chǎn)品通常以概率形式發(fā)布，如降水"偏多（35%）、正常（40%）、偏少（25%）"的三分類預(yù)測(cè)。季節(jié)預(yù)測(cè)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理、能源需求預(yù)估等領(lǐng)域具有重要參考價(jià)值。中國(guó)氣象局每月發(fā)布的月動(dòng)力延伸預(yù)報(bào)和季節(jié)預(yù)測(cè)屬于這一類別。年際預(yù)測(cè)（1-2年）年際預(yù)測(cè)關(guān)注未來(lái)1-2年的氣候狀況，特別是厄爾尼諾/拉尼娜循環(huán)、太平洋年代際振蕩（PDO）等大尺度氣候模態(tài)的演變。年際預(yù)測(cè)主要依靠耦合的海氣動(dòng)力模式，通過(guò)同化海洋次表層溫度等觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)提高預(yù)測(cè)技巧。年際預(yù)測(cè)具有相當(dāng)大的不確定性，主要用于戰(zhàn)略性規(guī)劃和資源分配。例如，預(yù)測(cè)到厄爾尼諾事件可能發(fā)生，相關(guān)部門可提前制定應(yīng)對(duì)極端天氣事件的預(yù)案。世界氣象組織（WMO）定期發(fā)布厄爾尼諾監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)產(chǎn)品。十年際預(yù)測(cè)（3-30年）十年際預(yù)測(cè)是氣候預(yù)測(cè)中最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，研究未來(lái)幾年到幾十年的氣候變化趨勢(shì)。它結(jié)合了氣候變化信號(hào)（如溫室氣體增加）和自然氣候變率（如大西洋多十年振蕩）。十年際預(yù)測(cè)需要耦合的地球系統(tǒng)模式，考慮大氣、海洋、陸地、冰雪、碳循環(huán)等多圈層相互作用。這類預(yù)測(cè)在氣候變化適應(yīng)、能源規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等長(zhǎng)期決策中有重要應(yīng)用。政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的評(píng)估報(bào)告包含多種情景下的氣候變化預(yù)估。氣象預(yù)警預(yù)警分級(jí)中國(guó)氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)按照災(zāi)害程度和緊急程度，從低到高依次分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)。不同級(jí)別預(yù)警對(duì)應(yīng)不同的災(zāi)害強(qiáng)度和可能造成的影響。例如，暴雨預(yù)警信號(hào)：藍(lán)色（24小時(shí)內(nèi)降水量50毫米以上）、黃色（降水量50-100毫米）、橙色（降水量100-150毫米）、紅色（降水量150毫米以上）。預(yù)警分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)全國(guó)統(tǒng)一，便于公眾理解和相關(guān)部門聯(lián)動(dòng)。預(yù)警發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警由各級(jí)氣象部門按照權(quán)限發(fā)布。紅色、橙色預(yù)警通常由省級(jí)及以上氣象臺(tái)發(fā)布，黃色、藍(lán)色預(yù)警可由市縣級(jí)氣象臺(tái)發(fā)布。預(yù)警信息通過(guò)多種渠道傳播，包括：電視、廣播、報(bào)紙等傳統(tǒng)媒體；手機(jī)短信、微信、APP等新媒體；電子顯示屏、預(yù)警大喇叭等公共設(shè)施；中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)網(wǎng)站和"12379"氣象服務(wù)熱線。信息發(fā)布強(qiáng)調(diào)及時(shí)性、準(zhǔn)確性和權(quán)威性。預(yù)警響應(yīng)預(yù)警信息發(fā)布后，政府和相關(guān)部門根據(jù)預(yù)警級(jí)別啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。紅色預(yù)警通常需要啟動(dòng)一級(jí)響應(yīng)，由省級(jí)及以上政府領(lǐng)導(dǎo)，調(diào)動(dòng)各方資源應(yīng)對(duì)。預(yù)警響應(yīng)措施包括：中小學(xué)和幼兒園停課、企業(yè)停工、交通管制、危險(xiǎn)區(qū)域人員轉(zhuǎn)移等。不同部門按照職責(zé)分工開展應(yīng)急工作，如民政部門負(fù)責(zé)救災(zāi)物資調(diào)配，水利部門負(fù)責(zé)水庫(kù)調(diào)度，交通部門負(fù)責(zé)道路安全保障等。氣象信息傳播傳統(tǒng)媒體傳統(tǒng)媒體是氣象信息傳播的基礎(chǔ)渠道，覆蓋面廣，信息可信度高。電視天氣預(yù)報(bào)節(jié)目是最主要的傳播形式，許多電視臺(tái)設(shè)有專門的氣象頻道或欄目，如中央電視臺(tái)的《天氣預(yù)報(bào)》節(jié)目和中國(guó)氣象頻道。廣播電臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)簡(jiǎn)明扼要，傳播迅速，特別適合駕車人群。報(bào)紙和雜志的天氣預(yù)報(bào)版塊則提供更詳細(xì)的氣象分析和生活指南。新媒體隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)技術(shù)發(fā)展，新媒體成為氣象信息傳播的主力軍。中國(guó)氣象局和各地氣象部門建立了官方網(wǎng)站、微博、微信公眾號(hào)，提供權(quán)威氣象信息。第三方天氣APP如"墨跡天氣"、"天氣通"等提供個(gè)性化、精細(xì)化的天氣服務(wù)。新媒體傳播具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、互動(dòng)性好、傳播速度快的特點(diǎn)，在重大氣象災(zāi)害預(yù)警中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。氣象APP氣象APP已成為公眾獲取天氣信息的首選途徑。官方的"中國(guó)天氣"APP提供權(quán)威、全面的氣象服務(wù)，包括實(shí)時(shí)天氣、預(yù)報(bào)預(yù)警、空氣質(zhì)量等信息。第三方氣象APP則通過(guò)精美界面、特色功能和個(gè)性化服務(wù)吸引用戶。現(xiàn)代氣象APP通常結(jié)合GPS定位功能，提供用戶所在位置的精準(zhǔn)天氣信息；部分APP還支持雷達(dá)回波、衛(wèi)星云圖等專業(yè)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)查看，幫助用戶直觀了解天氣變化。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別識(shí)別和分析區(qū)域內(nèi)主要?dú)庀鬄?zāi)害類型、發(fā)生概率和可能影響風(fēng)險(xiǎn)分析量化評(píng)估災(zāi)害強(qiáng)度、脆弱性和暴露度，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)管理制定風(fēng)險(xiǎn)防范措施，建立預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案持續(xù)改進(jìn)定期評(píng)估和更新風(fēng)險(xiǎn)管理策略，提高應(yīng)對(duì)能力氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是氣象災(zāi)害防御和減災(zāi)的科學(xué)基礎(chǔ)，通過(guò)系統(tǒng)分析氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成，為政府決策和公眾防災(zāi)提供依據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常采用"風(fēng)險(xiǎn)=災(zāi)害×脆弱性×暴露度"的計(jì)算模型，其中災(zāi)害反映危害的強(qiáng)度和概率，脆弱性反映受災(zāi)體的易損程度，暴露度反映面臨風(fēng)險(xiǎn)的人口和財(cái)產(chǎn)規(guī)模。現(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估廣泛應(yīng)用GIS技術(shù)、遙感技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，生成區(qū)域氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖，直觀顯示不同區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果用于指導(dǎo)城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、保險(xiǎn)費(fèi)率厘定和應(yīng)急管理等多個(gè)領(lǐng)域，是提升社會(huì)氣象災(zāi)害防御能力的重要工具。氣象服務(wù)公共氣象服務(wù)公共氣象服務(wù)是面向社會(huì)公眾的基本氣象服務(wù)，主要包括：天氣預(yù)報(bào)：定時(shí)發(fā)布的常規(guī)天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警信息生活氣象指數(shù)：如穿衣、洗車、旅游、紫外線強(qiáng)度等指數(shù)災(zāi)害性天氣預(yù)警：暴雨、臺(tái)風(fēng)、寒潮等災(zāi)害預(yù)警氣候公報(bào)：定期發(fā)布的氣候狀況分析和評(píng)估公共氣象服務(wù)由政府財(cái)政保障，免費(fèi)向公眾提供，是保障公共安全和生活便利的基礎(chǔ)服務(wù)。行業(yè)氣象服務(wù)行業(yè)氣象服務(wù)是針對(duì)特定行業(yè)需求定制的專業(yè)氣象服務(wù)，主要包括：農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)：作物生長(zhǎng)條件評(píng)估、農(nóng)事建議交通氣象服務(wù)：公路、鐵路、航空、航海氣象保障能源氣象服務(wù)：電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、風(fēng)能太陽(yáng)能資源評(píng)估旅游氣象服務(wù)：景區(qū)天氣、旅游舒適度評(píng)價(jià)城市氣象服務(wù)：城市內(nèi)澇預(yù)警、熱島監(jiān)測(cè)專業(yè)氣象服務(wù)專業(yè)氣象服務(wù)是針對(duì)特定用戶的高度定制化氣象咨詢服務(wù)，通常以市場(chǎng)化方式提供，主要包括：氣象風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理咨詢氣象災(zāi)害防御系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)氣象敏感企業(yè)運(yùn)營(yíng)決策支持重大工程和活動(dòng)氣象保障氣候變化影響評(píng)估和適應(yīng)性規(guī)劃專業(yè)氣象服務(wù)通常需要深入了解用戶需求，結(jié)合氣象科學(xué)和行業(yè)知識(shí)，提供高附加值的解決方案。農(nóng)業(yè)氣象氣象要素監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)溫度、降水、光照等影響農(nóng)作物的氣象要素作物生長(zhǎng)分析評(píng)估氣象條件對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響產(chǎn)量預(yù)測(cè)基于氣象條件分析預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)預(yù)警可能影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的災(zāi)害性天氣農(nóng)業(yè)氣象是研究大氣環(huán)境與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系的學(xué)科，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣象信息服務(wù)。農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)包括專業(yè)農(nóng)業(yè)氣象站和田間小氣候觀測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)常規(guī)氣象要素和農(nóng)業(yè)特色要素（如地溫、土壤水分等）。通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，建立了作物生長(zhǎng)發(fā)育與氣象條件的定量關(guān)系模型，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策提供科學(xué)依據(jù)。農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)主要包括：農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警（如霜凍、干旱、洪澇預(yù)警）、農(nóng)事氣象預(yù)報(bào)（適宜播種、施肥、收獲的天氣條件）和作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)。農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)包括農(nóng)田小氣候改良（如防風(fēng)林網(wǎng)、地膜覆蓋）、灌溉排水管理和農(nóng)作物品種選擇等。隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，智能農(nóng)業(yè)氣象站、物聯(lián)網(wǎng)和遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。交通氣象公路氣象公路氣象服務(wù)關(guān)注影響道路交通安全的各類天氣現(xiàn)象，如雨、雪、霧、冰、大風(fēng)等。現(xiàn)代公路氣象網(wǎng)絡(luò)沿重要公路干線布設(shè)自動(dòng)氣象站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路段天氣狀況。先進(jìn)的路面狀態(tài)傳感器可監(jiān)測(cè)路面溫度、濕度和結(jié)冰情況。氣象信息通過(guò)高速公路電子顯示屏、交通廣播和導(dǎo)航APP等傳播給駕駛員，為行車安全提供保障。鐵路氣象鐵路氣象服務(wù)主要防范強(qiáng)對(duì)流天氣、大風(fēng)、暴雨、暴雪、雷電等對(duì)鐵路安全運(yùn)行的影響。鐵路沿線設(shè)有專門的氣象觀測(cè)站，監(jiān)測(cè)風(fēng)速、降水、雷電等要素。高鐵運(yùn)行對(duì)天氣條件要求更高，需要專門的氣象保障系統(tǒng)。鐵路氣象部門與鐵路調(diào)度中心緊密合作，根據(jù)氣象條件適時(shí)調(diào)整列車運(yùn)行計(jì)劃，確保列車安全。航空氣象航空氣象是保障飛行安全的重要支撐，機(jī)場(chǎng)設(shè)有專門的航空氣象臺(tái)。航空氣象服務(wù)包括：起降預(yù)報(bào)（機(jī)場(chǎng)周邊天氣狀況）、航路預(yù)報(bào)（飛行路線上的天氣）和危險(xiǎn)天氣警告（如雷暴、風(fēng)切變、亂流等）。航空氣象觀測(cè)設(shè)備包括自動(dòng)氣象站、能見度儀、云高儀、風(fēng)切變探測(cè)系統(tǒng)等。現(xiàn)代航空氣象產(chǎn)品通過(guò)航空固定通信網(wǎng)直接傳送到飛行員和調(diào)度人員手中。海洋氣象海洋氣象服務(wù)主要為海上航行、海洋作業(yè)和沿海活動(dòng)提供保障。主要產(chǎn)品包括：海洋氣象預(yù)報(bào)（風(fēng)浪、海流、海霧）、臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)警和海冰預(yù)報(bào)等。海洋氣象信息通過(guò)海事衛(wèi)星、導(dǎo)航警告、港口氣象臺(tái)等渠道發(fā)布。現(xiàn)代海洋氣象服務(wù)利用衛(wèi)星遙感、浮標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)和數(shù)值模式技術(shù)，提高了海洋氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。城市氣象城市熱島效應(yīng)城市熱島效應(yīng)是指城市區(qū)域氣溫顯著高于周圍郊區(qū)的現(xiàn)象。這一效應(yīng)主要由以下因素造成：城市建筑材料（如混凝土、瀝青）吸熱能力強(qiáng)，蓄熱釋熱慢城市下墊面不透水，降水迅速排走，蒸發(fā)降溫效應(yīng)減弱建筑物改變了城市氣流，減弱了熱量擴(kuò)散人類活動(dòng)（交通、工業(yè)、空調(diào)等）產(chǎn)生大量人為熱城市綠地減少，植被蒸騰作用弱化城市熱島效應(yīng)在夏季夜間最為顯著，市區(qū)與郊區(qū)溫差可達(dá)3-5℃，甚至更高。城市微氣候城市微氣候是指城市不同區(qū)域因建筑布局、綠化狀況等差異形成的局地氣候特征。常見的城市微氣候現(xiàn)象包括：街谷效應(yīng)：高樓之間的狹窄街道形成"風(fēng)道"，風(fēng)速增強(qiáng)公園涼島：城市公園綠地形成的低溫區(qū)建筑屏障效應(yīng)：高層建筑阻擋氣流，形成背風(fēng)區(qū)和渦旋反照率差異：不同表面反射陽(yáng)光能力不同，影響局地溫度合理的城市規(guī)劃可以優(yōu)化城市微氣候，提高城市宜居性。空氣污染氣象條件影響城市空氣質(zhì)量的主要?dú)庀髼l件包括：風(fēng)速：風(fēng)速小，污染物擴(kuò)散能力弱；風(fēng)速大，有利于污染物擴(kuò)散逆溫層：大氣溫度隨高度增加而上升的層結(jié)，抑制垂直擴(kuò)散大氣穩(wěn)定度：穩(wěn)定氣層不利于污染物擴(kuò)散；不穩(wěn)定氣層有利于擴(kuò)散降水：降水可以清除空氣中的顆粒物濕度：高濕度有利于二次污染物形成秋冬季節(jié)，北方地區(qū)常因?yàn)槟鏈貙雍挽o穩(wěn)天氣出現(xiàn)重污染過(guò)程。生態(tài)氣象植被與氣候植被與氣候之間存在密切的相互關(guān)系。氣候條件（溫度、降水、光照等）決定了區(qū)域植被類型的分布，如熱帶雨林、溫帶落葉林、草原和荒漠等。全球植被帶的分布與氣候帶有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)，植被通過(guò)蒸騰作用、改變地表反照率和粗糙度等方式反過(guò)來(lái)影響局地氣候。大規(guī)模植被變化（如森林砍伐、荒漠化）可能導(dǎo)致區(qū)域氣候改變。氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響氣候變化正在多方面影響生態(tài)系統(tǒng)：物種分布范圍北移或向高海拔遷移；物候期改變，如春季提前開花、秋季延遲落葉；生物多樣性減少，部分物種面臨滅絕風(fēng)險(xiǎn)；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（如水源涵養(yǎng)、碳固定）退化；極端氣候事件增加導(dǎo)致生態(tài)災(zāi)害（如森林火災(zāi)、蟲害爆發(fā)）頻發(fā)。不同生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的脆弱性和恢復(fù)力存在顯著差異。生態(tài)氣象監(jiān)測(cè)生態(tài)氣象監(jiān)測(cè)是了解氣候-生態(tài)相互作用的基礎(chǔ)。現(xiàn)代生態(tài)氣象觀測(cè)系統(tǒng)結(jié)合常規(guī)氣象觀測(cè)和生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，包括通量觀測(cè)塔（監(jiān)測(cè)碳、水、能量交換）、生態(tài)氣象臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)等。生態(tài)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估、氣候變化影響研究和生態(tài)模型驗(yàn)證。中國(guó)已建立覆蓋主要生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)氣象觀測(cè)網(wǎng)，為生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)支撐。人工影響天氣1人工增雨（雪）人工增雨是通過(guò)向云中播撒催化劑（如碘化銀、干冰），促進(jìn)云中水滴或冰晶形成和生長(zhǎng)，增加降水量的技術(shù)。催化劑可通過(guò)飛機(jī)、火箭或地面發(fā)生器釋放。人工增雨需要合適的云系（具有足夠水汽和上升氣流），成功率約30-50%。中國(guó)是世界上人工增雨作業(yè)規(guī)模最大的國(guó)家之一，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)抗旱、森林防火、水庫(kù)蓄水等領(lǐng)域。現(xiàn)代增雨作業(yè)結(jié)合雷達(dá)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬技術(shù)，提高了作業(yè)精準(zhǔn)度。2人工防雹人工防雹是通過(guò)向具有潛在雹云特征的云系播撒大量催化劑，增加云中冰晶數(shù)量，使水汽分散凝結(jié)在更多小冰晶上，抑制大冰雹形成的技術(shù)。防雹作業(yè)通常使用高射炮、火箭或飛機(jī)向云中發(fā)射碘化銀等催化劑。為提高效果，防雹作業(yè)需要在雹云發(fā)展初期進(jìn)行，這要求精確的雷達(dá)監(jiān)測(cè)和快速反應(yīng)系統(tǒng)。中國(guó)西北和東北等雹災(zāi)多發(fā)區(qū)建有專門的人工防雹作業(yè)系統(tǒng)。3人工消霧人工消霧技術(shù)分為熱力法、吸濕法和動(dòng)力法三類。熱力法通過(guò)加熱霧區(qū)空氣，使霧滴蒸發(fā)消散，常用于機(jī)場(chǎng)等小范圍區(qū)域；吸濕法利用吸濕性物質(zhì)（如氯化鈣）吸收霧中水分；動(dòng)力法使用大型風(fēng)機(jī)攪動(dòng)空氣，破壞逆溫層結(jié)構(gòu)。與人工增雨相比，人工消霧的能耗高、效率低、適用范圍有限。近年來(lái)，機(jī)場(chǎng)超聲波消霧、公路自動(dòng)噴淋系統(tǒng)等新技術(shù)得到應(yīng)用，但大范圍消霧仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。氣候變化全球變暖是當(dāng)前最顯著的氣候變化特征，圖表顯示全球平均溫度持續(xù)上升趨勢(shì)，特別是近40年來(lái)升溫速率明顯加快。根據(jù)IPCC第六次評(píng)估報(bào)告，人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體排放是全球變暖的主要原因，特別是二氧化碳、甲烷等氣體濃度的增加增強(qiáng)了大氣溫室效應(yīng)。氣候變化導(dǎo)致極端天氣事件頻率和強(qiáng)度增加，如熱浪、強(qiáng)降水、干旱等。應(yīng)對(duì)氣候變化需要減緩和適應(yīng)兩方面措施：減緩措施包括減少溫室氣體排放、發(fā)展清潔能源、植樹造林增加碳匯；適應(yīng)措施包括提高基礎(chǔ)設(shè)施抵御能力、調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、完善預(yù)警系統(tǒng)等。國(guó)際社會(huì)通過(guò)《巴黎協(xié)定》等機(jī)制共同應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)。氣象科技創(chuàng)新大數(shù)據(jù)在氣象中的應(yīng)用氣象領(lǐng)域是典型的大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，每天產(chǎn)生PB級(jí)觀測(cè)和模式數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)使得海量、多源異構(gòu)氣象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和分析成為可能。基于大數(shù)據(jù)的氣象應(yīng)用包括：精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、氣候變化研究等。大數(shù)據(jù)還促進(jìn)了氣象服務(wù)的個(gè)性化和精準(zhǔn)化，如基于位置的分鐘級(jí)降水預(yù)報(bào)。人工智能氣象人工智能技術(shù)正在氣象領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。機(jī)器學(xué)習(xí)算法用于天氣預(yù)報(bào)模型優(yōu)化、衛(wèi)星云圖識(shí)別和分類、極端天氣預(yù)警等。深度學(xué)習(xí)在降水臨近預(yù)報(bào)、臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)等方面取得突破性進(jìn)展。自然語(yǔ)言處理技術(shù)改進(jìn)了氣象信息自動(dòng)生成和傳播。人工智能與傳統(tǒng)數(shù)值模式相結(jié)合的混合預(yù)報(bào)方法成為氣象預(yù)報(bào)發(fā)展的新方向。5G技術(shù)與氣象服務(wù)5G技術(shù)以其高帶寬、低延遲和廣連接特性，為氣象觀測(cè)和服務(wù)帶來(lái)革命性變化。5G支持的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使密集型氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)成為可能，高清視頻監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)和無(wú)人機(jī)觀測(cè)等產(chǎn)生海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。5G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)氣象災(zāi)害預(yù)警信息的超快速傳播，大幅縮短預(yù)警信息從發(fā)布到接收的時(shí)間，提高預(yù)警時(shí)效性，保障公共安全。氣象文化二十四節(jié)氣二十四節(jié)氣是中國(guó)古代歷法體系的重要組成部分，反映了太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從立春開始，每個(gè)節(jié)氣相隔約15天，一年24個(gè)節(jié)氣。它們準(zhǔn)確反映了季節(jié)變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期，如"清明雨紛紛"、"小滿芒種不可過(guò)"等，是中華民族獨(dú)特的氣象文化瑰寶，已被列入U(xiǎn)NESCO非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。天氣諺語(yǔ)天氣諺語(yǔ)是人民群眾長(zhǎng)期觀天識(shí)候經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，以簡(jiǎn)潔朗朗上口的形式傳承。許多諺語(yǔ)具有科學(xué)道理，如"早霞不出門，晚霞行千里"反映了冷暖氣團(tuán)活動(dòng)規(guī)律；"久旱逢甘霖"描述了干旱后降水往往較強(qiáng)的特點(diǎn)；"螞蟻搬家蛇過(guò)道，明日必有大雨到"反映了動(dòng)物對(duì)氣壓變化的敏感性。氣象民俗氣象民俗是與天氣氣候相關(guān)的各種民間風(fēng)俗活動(dòng)。如二月二"龍?zhí)ь^"祈求風(fēng)調(diào)雨順；"祭雨"儀式在干旱時(shí)期舉行；"打春"慶祝春季到來(lái)。此外，各地還有許多與氣象相關(guān)的傳統(tǒng)節(jié)日和慶典，如西南地區(qū)的"祈雨節(jié)"、東北地區(qū)的"冰雪節(jié)"等，體現(xiàn)了人與自然和諧共生的傳統(tǒng)理念。氣象科普教育氣象科普基地氣象科普基地是向公眾特別是青少年傳播氣象知識(shí)的重要場(chǎng)所。中國(guó)各地已建成多個(gè)國(guó)家級(jí)氣象科普基地，如北京、上海、廣州等城市的氣象科技館。這些基地通常配備互動(dòng)體驗(yàn)設(shè)施，如人工降雨模擬、龍卷風(fēng)形成演示、4D氣象影院等，讓參觀者通過(guò)親身體驗(yàn)了解氣象原理。一些氣象臺(tái)站也向公眾開放，設(shè)立參觀通道，展示氣象觀測(cè)儀器和預(yù)報(bào)工作流程，拉近公眾與氣象工作的距離。高校和科研院所的氣象實(shí)驗(yàn)室不定期舉辦開放日活動(dòng)，展示前沿氣象科技成果。氣象科普活動(dòng)各級(jí)氣象部門經(jīng)常組織多樣化的科普活動(dòng)，包括：世界氣象日（3月23日）主題宣傳活動(dòng)防災(zāi)減災(zāi)日（5月12日）氣象災(zāi)害避險(xiǎn)演練氣象知識(shí)競(jìng)賽和科普講座氣象夏令營(yíng)和研學(xué)旅行氣象攝影展和科普作品征集這些活動(dòng)形式生動(dòng)多樣，寓教于樂(lè)，有效提高了公眾對(duì)氣象科學(xué)的興趣和認(rèn)知。氣象知識(shí)普及氣象知識(shí)普及采用多種傳播渠道和形式：氣象科普讀物：針對(duì)不同年齡段讀者的氣象科普?qǐng)D書和雜志新媒體傳播：微博、微信公眾號(hào)、抖音等平臺(tái)發(fā)布?xì)庀罂破斩桃曨l和圖文科普進(jìn)校園：氣象知識(shí)納入中小學(xué)教材，開展校園氣象站建設(shè)公益廣告：在公共場(chǎng)所投放氣象災(zāi)害防御知識(shí)宣傳片志愿服務(wù)：組織氣象科普志愿者進(jìn)社區(qū)、下鄉(xiāng)村開展宣傳國(guó)際氣象合作世界氣象組織世界氣象組織（WMO）是聯(lián)合國(guó)專門機(jī)構(gòu)，總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦，現(xiàn)有193個(gè)會(huì)員。WMO的主要職責(zé)包括：協(xié)調(diào)全球氣象觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，促進(jìn)氣象資料交換，制定氣象技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，推動(dòng)氣象科技發(fā)展和人員培訓(xùn)等。WMO設(shè)有多個(gè)委員會(huì)和工作組，負(fù)責(zé)