优秀成果展示——极地-中纬度系统相互作用对我国冷空气中期-延伸期预报中的影响和应用研究
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发布时间：2025/4/26 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2024]041 |
| 评价结果： |
良好 |
| 成果名称： |
极地-中纬度系统相互作用对我国冷空气中期-延伸期预报中的影响和应用研究 |
| 完成单位： |
兰州大学、国家气象中心、中国科学院大气物理研究所、国家自然灾害防治研究院、中国科学院大学 |
| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-方法 |
| 研究领域： |
天气预报 |
| 评价年份： |
2024 |
| 完成人： |
李艳、李勇、姚遥、钟霖浩、马杰、刘晓波、黄威、华丽娟、李旭、曾彦博、关月、刘一、蔡芗宁、胡莹莹、杜梦莹、宋文君、文琦、卓文钦、郭睿伟、石佳琪 |
| 成果简介： |
本成果支撑计划来源于国家自然科学基金、国家科技支撑计划项目子课题等，属于天气预报基础研究与应用成果。
本成果是团队近10年来在极地-中纬度系统动力学及在天气预报方面作用机制的创新成果。以提高寒潮等高影响天气的中期-延伸期预报水平为目标，较早地揭示了北极放大效应背景下影响我国冷空气过程的关键大尺度因子演变机制及其对于我国冬季天气气候的影响机制，研发了冷空气/寒潮中期-延伸期预报系统和中长期天气预报业务集成应用及其诊断分析系统，在国家气象中心实现成果转化和业务应用，显著支撑了寒潮天气的中期-延伸期预报水平提升。本成果量化了北极增温背景下大尺度天气系统对寒潮的影响，为显著改进寒潮预报水平提供了新思路
极地-中纬度天气系统相互作用及极寒天气形成机制。针对气候变化背景下我国冷空气过程演变机制变异和大范围寒潮爆发等科学问题，从观测，模式和理论上描绘了北极-中纬度天气系统相互作用的物理图像，系统辨识了北极海冰、NAO和大气阻塞等大尺度模态间协同作用机制，明晰了大气阻塞和NAO等建立-维持-衰退-崩溃演变的物理过程，揭示了其对我国寒潮天气影响的动力机制，从一个独特的视角巧妙地将北极与中纬度极端天气有机联系起来。以上成果均发表在专业高水平杂志上，得到国内外广泛关注，其中两篇收录为ESI高被引论文，单篇最高引用超200余次，成果得到NOAA北极专家 James Overland教授认可，受邀参加国际极地科学委员会研讨会并作特邀报告；阻塞协同作用研究成果被选为国家重点研发项目结题亮点成果，并获得中科院大气所2019年度科技创新贡献奖。基于统计分析、动力诊断和人工智能方法研发了针对寒潮天气中期-延伸期预报的定量化指数、模型和系统。建立的定量化综合阻高指数，能全面描述阻高特性，包括频次、强度、持续时间、中心和北缘纬度，建立的西风急流及西伯利亚高压强度指数能够用于集合预报极端天气指数分析，构建的拓展动力降水再循环模型，可定量全过程水汽收支、冬季北极增暖关键区水汽贡献及其影响中纬度极寒的环流路径，研发的“AO-NAO指数在冷空气延伸期预报中的应用V1.0”预报模型，可得到寒潮发生前10-30天NAO指数变化、主要天气模态及冷空气入侵路径和位置等。以上指数和预报模型已经转化应用于中央气象台冷空气延伸期预报，中长期天气预报业务集成应用系统，集合预报应用网站及智能网格预报应用分析平台。首次在中央气象台中长期预报业务中实现对冷空气路径预报客观化显示，多技术、多途径、多方面提供了包括气温和降水在内的多气象要素智能网格化产品，提高了预报服务的准确率和精细化预报程度及针对性。
“AO-NAO指数在冷空气延伸期预报中的应用V1.0 ”成果通过中国气象局中试基地成果转化认证（2023RZ001），其与冷空气强度、路径、最高/低气温客观订正及概率预报、西风急流及西伯利亚高压强度指数等客观产品均已在国家气象中心“中长期天气预报业务集成应用系统”实时业务运行，助力提高预报准确率并在“北京冬奥开幕式”、“秋收秋种”、“能源保供”等重大及专项活动中取得良好服务效果。集合预报极端天气指数分析、概率预报、智能网格化气象要素预报等产品也以网页的形式实现业务化应用。团队成员参与录制甘肃卫视“丝路大讲堂”节目、金城科普专家“云讲堂”并接受中国新闻周刊、中国气象报等媒体采访，就近些年我国高影响寒潮天气进行了科普和解读；为中国人民解放军驻港部队、西部战区空军基地和中国气象局等军、地行业部门短期授课，系统讲解了寒潮天气关键环流预报模型及其预报新方法和新技术。培养了一支产、学、研联合的极地-中纬度大气动力学和中期-延伸期天气预报技术研发的人才队伍，其中培养博士8名，硕士生12名。 |
