面向TIGGE的集合预报关键应用技术研究

该项目将紧扣国际GIFS—TIGGE发展趋势,发展TIGGE驱动的区域集合预报扰动技术,发展多模式集合预报综合集成和强降水中短期预报系统,结合淮河流域和临沂库区气象水文风险分析,构建从TIGGE产品到最终用户的交互式原型预报系统。主要研究内容包括：①TIGGE-LAM区域集合预报技术与方法研究;     

北京市空气质量预报技术研究

文章开展了动态统计、数值模拟、判别预报、集成预报平台开发等多种空气质量预报技术研究。建立了包含相关性分析、线性回归、判别分析、分类回归树等多种统计分析方法与技术的动态统计预报系统,在国内首次实现动态统计业务预报;将NAQPMS、CMAQ、CAMx、AQMDSS、ARfA等五个国际上先进的空气质量数值预报模型进行集成,搭建多模型空气质量数值预报系统;研发了北京市空气质量预报综合业务平台,将各类监测数据、预报资料、统计模型、多模式数值模型系统以及沙尘判别预报结果集成,丰富和提高了北京市空气质量的预报手段及能力;成功地将各类预报技术服务于2008北京奥运空气质量预警预报工作中,并对北京奥运会开幕式前夕出现不利于污染物扩散的天气形势进行了准确的预警预报,为管理部门及时采取奥运空气质量保障的应急措施提供了重要的科技支撑,为奥运空气质量保障工作做出了重要贡献。     

气象集合预报应用网格

中国气象科学研究院承担了“十一五”国家863计划项目“高效能计算机及网格服务环境”中的网格应用课题“气象集合预报应用网格”研究，课题合作单位包括国防科技大学计算机学院、成都高原气象研究所、武汉暴雨研究所、上海台风所、广西壮族自治区气象减灾研究所等单位。课题于2007年3月正式启动。     

我国新一代数值预报系统GRAPES的改进与业务化应用

1 课题总目标 在“十五”科技攻关项目“中国气象数值预报系统技术创新研究”开发与建立的以直接同化卫星遥感资料为主的三维变分同化系统与全球中期数值预报模式的基础上,整合建立完整的、具有业务运行能力的全球中期／有限区同化预报系统,并投入实时业务运行。     

广州市环境空气质量保障预警体系及其预测预报系统设计

本文进行广州市空气质量保障预警体系设计研究,以实现亚运会场馆和大气监测国控点每天污染物浓度达到保障目标,提出建立可实时调控空气质量的预警体系。预测预报系统是预警体系的核心技术支撑,能够及时提供区域空气污染特征评估和多种预报时效的预测结果。预测预报系统需要天地空立体化监测网络支持,需要包括多种预测预报技术方法,提高预报准确性,提供空气质量与污柒源、天气形势的数值关系,以确定控制污染源的预警措施,实现保障目标。广州以此设计思路,在国内首次集成三种类型的预测预报系统作为预警系统平台：①基于污染源排放、天气形势变化,包括NAQPMS、CMAQ、CAMx国际先进数值模型的多模式集成预测预报系统;②基于区域观测和天气条件变化的卫星遥感监测与污染气象条件指数预报系统;③基于全球格点气象场和天气形势的新型统计预报系统。此平台在亚运会期间为空气质量评估与预测预报专家会商,为亚组委及时启动预警措施,实现亚运空气质量保障目标圆满成功发挥了关键的作用。     

广西地质灾害气象预报预警业务系统

“广西地质灾害气象预报预警业务系统研究”项目深入分析了广西主要地质灾害时空分布特征和降水诱发地质灾害特点，在广西率先应用GIS技术构建了广西地质灾害气象预警区划图；对暴雨诱发广西地质灾害的大气环流特征进行分类，建立了华北低槽，高原东部低槽、西南低涡、台风等四种暴雨型地质灾害模型；利用MM5中尺度数值预报模式技术结合T213数值预报产品，建立了广西地质灾害的预报模型利用现代计算机网络技术开发了广西地质灾害气象预报预警业务系统，     

中国国家网格软件CNGrid GOS

CNGrid GOS是为支撑中国国家网格环境运行而开发的一套具有自主知识产权的网格软件,是国家865计划支持的中国国家网格软件研究与开发课题的重要成果。本文介绍了组成CNGrid GOS的各部分软件结构、功能和创新点,包括系统软件、CA证书管理系统及测试环境、三个子版本业务系统（高性能计算网关、数据网格、网格工作流）和监控系统等。     

轻型感应耦合数据传输温盐链系统

海水的温度和电导率（盐度）是最基本的海洋水文参数,尤其是浅海温盐变化快,监视浅海不同深度的温盐状况,在预报和减灾上可以为海洋环境数值预报和灾害性海况遥测提供数据资料;在军事上可以提供海洋环境实测数据,用于声纳作用距离预报和潜艇航行航道保障;在海洋养殖中可以预报海水环境变化规律,控制生物较佳养殖环境。     

地球系统模式新型高分辨率网格系统研制与应用

气候模式是全球变化研究的基本工具之一,网格系统是模式空间离散化的平台,其直接决定着模式的空间解析度,并与模式框架的数值算法紧密互动、影响其精度和计算效率。随着对分辨率和模拟精度需求的不断提升,传统的大气和海洋模式网格分别面临着提高稳定性、计算精度以及计算时效性等诸多挑战。基于国内外现状和前沿,针对下一代地球系统模式和气候系统模式的发展需求,设定了研制具有自主知识产权的新型网格系统的研究目标。针对大气模式高分辨率准均匀网格、嵌套网格和相关数值算法的设计,以解决传统经纬度网格的计算效率和稳定性问题为主要目标,通过高精度算法降低准均匀网格及加密网格的印记误差。针对海洋环流模式设计新型正交网格,利用共形映射构造理论这一数学领域的最新进展,缓解传统网格中计算负载不均衡、海洋陆缘区域分辨率受限等问题。进一步针对关键海气耦合区域开展大气海洋网格协同设计,并开展高分辨率下的高效并行化、支持动态负载均衡和网格加密等功能。开展新型网格在我国自主研发模式和国际典型主流模式中的模式集成和评估。通过算法开源和支撑性数据集的开放使用,以及典型分辨率下的样例网格,为高分辨率模式的构建提供有效支撑。     

山西一次特大暴雪过程的数值模拟

应用常规气象观测资料和NCEP 1＆#215;1＆#176;再分析资料以及WRF模式,对发生在2009年11月9日至12日山西境内的特大暴雪过程进行不同物理参数化方案对暴雪影响的敏感试验。结果表明：集合平均预报较控制预报具有明显的改善效果,选取合理的物理方案对降水预报有重要作用,模式的积云参数化方案对模拟降水落区和量级影响较小,微物理化方案对降水极值中心位置的模拟有明显变化,模式边界层方案对降水的范围有所改变。通过检验模式集合预报能力表明,模式集合预报评分随着降水量级的增大而提高,尤其对大雪、暴雪和大暴雪的预报效果更加明显,但对极值预报仍不尽人意;集合系统可较好地模拟出此次暴雪过程,为山西暴雪过程预报模式的参数配置方案提供有价值的参考。     

海上突发事故应急预报技术

1 课题总体目标 课题是为满足中国近海突发性海上事故应急行动的信息需求,研制业务化的溢油、水质污染、失事目标搜救应急预报系统,发展高分辨率的海流预报技术,形成海上突发事故的应急响应预报服务保障能力。     

基于SIG框架的（上海）城市空间信息应用服务系统

由上海城市发展信息研究中心等5家单位承担完成的国家863计划“基于SIG框架的（上海）城市空间信息应用服务系统”课题（编号：2002AA134020／2004AA131010），通过以SIGSH系统（上海空间信息网格软件）为代表的20多项关键技术的集成运用，证明适用于集中与分布式数据信息共享的各政府部门和单位。系统在上海市公务网上运行，运行成果完成了空间信息的共享数据集成和共享示范应用，实现了城建领域内各行业部门的空间信息资源的整合与共享，并广泛促进了空间信息资源建设。     

地下水特征污染物迁移规律与三维模拟

课题的研究目标是识别傍河型地下水水源区污染特征，研究在开采条件下的傍河型地下水饮用水源水质变化规律及典型污染物迁移转化机理，研发“三氮”在地下水中迁移转化的三维数值模型，建立傍河型地下水水源区水质监测预报系统，为傍河型地下水水源保护及安全防范提供技术支撑。     

长江中游暴雨定量预报技术研究

长江中游暴雨定量预报技术研究针对暴雨定量预报难题,采用专家系统思想,从形成暴雨最本质的要素出发,重点研究了地形强迫和对流触发对暴雨的贡献、暴雨灾害定量预估等关键技术,建立基于数值模式、动力释用及配料法模型的综合暴雨定量预报技术,以及基于暴雨灾害风险评估的暴雨灾害定量预估技术,在实际工作中取得明显应用效果,具有推广价值。     

应用网格技术提升生物医药研发能力

研发能力薄弱是制约我国生物医药产业发展的重要因素,本文从生物医药研发关键活动的需求出发,结合网格技术及其“资源共享、协同工作”的思想,指出可以通过网格技术的应用,提供高性能计算能力,进行生物数据与信息的整合,共享仪器资源,并开展协同研发工作,实现对生物医药研发活动的支持,以提高研发能力。     

京津冀森林火灾遥感监测与精细化火险等级预报预警推广应用

京津冀是我国政治、经济、文化中心,河北省北部高原、山区和平原有着多处原始森林,冀北高原的坝上草原和覆盖河北省西部和北部的太行山、燕山等山区是河北省森林草原防火的重点区域,森林草原防火形势十分严峻。项目的实施以保护京津冀区域森林和生态环境为前提,系统的运行提供实时的气象监测信息、森林火险等级预报信息、森林热点卫星遥感监测信息,为提高森林防火的应急处理能力和水平提供科技支撑,为防灾减灾提供技术保障。     

国家地质调查应用网格系统(NGG)

国家地质调查应用网格系统(NGG)是由国家"863"计划专项"高性能计算机及其核心软件"支持的课题"资源环境应用网格构建"的研究成果.该系统以国家地质调查工作为依托,引入网格理念、并以此为技术支撑体系,设计完成了整个系统框架结构与网格资源部署,基于WEB技术研制开发了应用网格平台和专业应用网格系统,实现领域内应用层面的互通互联、资源共享和协同工作.中国地质调查局为课题负责单位,与北京航空航天大学、国防科技大学等单位共同合作完成.     

重车到达预报系统的研究与应用

对到达重车进行监测预报是做好铁路卸车组织工作，提高卸车效率的有效手段，对加速铁路货车周转有着极其重要的作用。重车到达预报系统研究对铁路局接入和自装重车实现从月度货运营销生产计划（远期）-日装车实际（中期）-在途、在站（近期）等环节的全程监测、预报、综合分析及预警。本文阐述了系统的设计思想、体系结构及技术实现。     

高分辨率气候系统模式的研制与评估

高分辨率气候系统模式是全球变化研究的重要研究工具,对于提升我国应对气候变化问题的整体实力有重要的应用价值。全球变化研究国家重大科学研究计划"高分辨率气候系统模式的研制与评估"项目通过5年的努力,成功研制和发展了我国高分辨率气候模式系统和其评估系统,建立了通量集合耦合平台,取得的主要成果有:(1)成功研发了全球高分辨率气候系统模式BCC_CSM2,其大气水平分辨为50km,海洋水平分辨为30km,它改进了模式中一些重要物理过程的参数化方案,使模式性能得到明显提高,对当今气候基本态的模拟与国际上现有模式性能相当,对东亚气候的模拟有部分优势,增强了对热带气旋、台风等中小尺度过程的模拟能力;(2)成功解决了与模式高分辨率有关的部分科学问题,如东亚地形问题和经纬度网格极地问题、与高分辨率相适应的模式动力框架问题、中国东部独特的冷季层云与青藏高原地形相关问题等;(3)自主研制了全球0.5°×0.5°网格的格点模式动力框架,具有良好稳定性和物理守恒性,建立了全球高分辨率格点大气环流模式,实现了"云-气溶胶-辐射数值集合系统"(CAR)与全球格点大气环流模式IAP4的耦合,揭示了云的次网格尺度结构是造成辐射计算差异最主要原因的物理机制;(4)建立了多大气模式交互集合耦合平台,集成了包括本项目支持研发的格点和谱模式在内的15个国内外知名的分量模式,成为研究海-气相互作用、噪音对气候影响的一种创新分析工具;(5)建立了包括东亚地区云与辐射、东亚-西北太平洋季风、热带偏差机理、云辐射反馈过程与ENSO模拟改进等的耦合气候系统模式评估体系,为评估、改进项目研制的高分辨率模式提供了重要参考和方向。所研发高分辨率气候系统模式的阶段性中低分辨率模式参与了第五阶段耦合模式国际比较计划(CMIP5),建立了业务气候预测系统,为国内外开展气候及气候变化科学研究提供了大量宝贵的模拟数据,为IPCC AR5的编写提供了科学参考依据,提升了我国在气候变化领域的影响力和气候预测能力。     

火山与水库地震监测预报关键技术研究

火山与水库地震监测预报关键技术研究的目标是,通过火山地震观测、GPS和大地水准测量、遥感分析、火山流体活动、野外地质调查与数值模拟等手段,研究火山区深部介质性质与应力状态,研究各种火山前兆活动的关系,探索火山活动预测与火山灾害评估的方法;通过典型水库库区诱发地震监测、地震地质环境和地震活动特征研究,探索水库诱发地震的活动特征、主要影响因素及其成因机理,探索水库诱发地震预测的有效方法,通过建立水库地震预测与危害性评估系统,为水电运行地震安全性提供辅助决策服务。