气候轨道业务方案.doc

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气候轨道业务方案
（试行）

中国气象局
二〇〇六年九月

目 录
序言 1
一、现状和需求 2
（一）现状 2
1. 国际现状简述 2
2．国内现状 3
（二）需求 7
1．国家安全与社会经济可持续发展的需求 7
2．参与国际竞争，增强国际竞争力的需要 8
3．防灾减灾及重大工程气象保障服务的需求 9
（三）趋势 10
（四）存在的主要问题和差距 11
1．现有气候业务科技含量有待进一步提高 11
2．现有气候服务系统难以满足社会经济发展与小康社会的需求 12
3．缺乏功能比较完善的区域级、省级气候业务系统 13
4．人才匮乏对气候业务轨道建设的瓶颈效应显著 14
二、设计原则 14
（一）指导思想 14
（二）基本原则 15
1．科技优先、需求导向原则 15
2．集约协调、资源优化原则 15
3．协调可持续发展原则 16
（三）发展目标 16
1．气候系统监测诊断 17
2．气候系统预测 18
3．气候影响评价 18
4．气候应用与服务 19
5．气候资源开发利用业务 19
三、系统功能和结构 20
（一）系统总体功能和结构 20
（二）观测 21
（三）预测 22
（四）服务 22
（五）信息与技术保障 23
（六）科学研究与技术开发 23
1．拓展气候系统监测与诊断业务 23
2．深入研究影响我国气候异常的物理机制，改进气候预测方法和技术路线，建立滚动预测业务 23
3．研发气候系统模式 24
4．研制气候灾害监测评估和定量评估模式，建设重大气候灾害事件预警、风险分析平台 24
5．开展有针对性的气候应用与服务 24
6．有效开发和利用气候资源 24
（七）教育培训 25
四、业务流程 25
（一）技术路线 25
1．气候系统监测诊断业务 25
2．气候系统预测业务 26
3．气候影响评价业务 26
4．气候应用服务业务 26
5．气候资源开发利用业务 27
（二）数据流程 27
（三）产品定义及流程 30
1．气候系统监测诊断业务产品 30
（1）产品定义 30
（2）产品制作流程和各级业务产品流程 31
2．气候系统预测业务产品 33
（1）产品定义 33
（2）产品制作流程和各级业务产品流程 34
3．气候影响评价业务产品 37
（1）产品定义 37
（2）产品制作流程和各级业务产品流程 37
4．气候应用服务业务产品 40
（1）产品定义 40
（2）产品制作流程和各级业务产品流程 40
5．气候资源开发利用业务产品 43
（1）产品定义 43
（2）产品制作流程和各级业务产品流程 43
6．北京气候中心（BCC）气候业务产品 46
（四）气候业务轨道各级业务产品清单 47
（五）业务管理流程 50
五、业务分工 51
（一）国家级业务与分工 52
1．国家气候中心 52
2．国家气象信息中心 54
3．国家卫星气象中心 55
4．中国气象科学研究院 56
5．国家气象中心 56
6.中国气象局大气探测中心 57
7.中国气象局培训中心 57
（二）区域级 57
1．气候监测、诊断业务 57
2．气候预测业务 57
3．气候影响评价业务 58
4．气候应用与服务业务 58
5．气候资源开发利用业务 58
6．对国家级业务指导产品的评估和信息反馈 58
（三）省级 58
1．气候监测、诊断业务 58
2．气候预测业务 59
3．气候影响评价业务 59
4．气候应用与服务业务 60
5．气候资源开发利用业务 60
6．对国家级和区域业务指导产品的评估和信息反馈 60
（四）地市级 60
（五）县级 61
（六）与其他相关业务轨道建设的关系 61
1．天气轨道 61
2．气候变化轨道 61
3．大气成分轨道 62
4．生态与农业气象轨道 62
5．人工影响天气轨道 63
6．雷电轨道 63
7．空间天气轨道 63
六、保障措施 63
（一）运行机制 63
（二）人才队伍 64
（三）合作交流 64
（四）经费 65
（五）法规标准 65
七、实施计划 65

序 言
气候作为自然资源和自然环境的重要组成部分，是人类生存、经济发展和社会进步的基本条件之一。气候的任何变化将对自然生态系统、社会经济部门等产生重大影响。因此，气候是影响可持续发展的重要因素，我国人口众多、资源相对短缺、环境承载压力大，在国家可持续发展的进程中，必须格外重视气候的影响。
气候资源是一种重要的国家自然资源，也是极具应用价值的可再生资源。加强气候监测，开展气候变化对风能、太阳能等气候资源的影响研究，为气候资源的开发、规划、建设和运行提供必要的预警和决策建议，对可持续发展有着十分重要的意义。
众所周知，中国地处东亚季风区，气候灾害多发。1997年、1999～2001年我国北方地区发生了历史上罕见的严重干旱；1998年长江流域发生了特大洪涝，1999年长江中下游及其以南地区再次受到大洪水的侵袭。这些气候极端事件严重地危害了社会经济发展和人民生命财产安全。气候的形成涉及到气候系统五大圈层的复杂的相互作用，要了解气候异常及重大气候事件的发生、发展过程，必需开展对气候系统完整、全面的监测和诊断。进一步提高短期气候预测水平，提高应用和服务能力，加强气候影响评价，才能更好地为防灾减灾提供科学依据。
为更好地贯彻落实中国气象事业发展战略研究成果，加快建立与新世纪新阶段气象事业发展相适应的业务技术体制，在中国气象局业务技术体制改革和配套方案指导下，中国气象局相关直属单位在“合作、创新、发展”理念的指导下，制定了气候轨道业务系统设计方案。
在中国气象局业务技术体制改革总体方案中，明确了气候业务包括月、季、年和年际尺度的气候系统监测与诊断、短期气候预测、气候系统影响评价、气候应用与服务、气候资源开发利用等。改革重点是：建立滚动的气候预测业务，丰富短期气候预测产品；建立短期气候数值模式和多模式超级集合预测系统，提高气候预测水平；加强气候应用服务以及气象灾害普查、区划和评估能力建设，为国家重大项目和重点工程提供咨询服务；加强风能、太阳能等气象能源的调查、评估、监测和服务，提高服务水平和综合效益；加快北京区域气候中心建设，争取早日成为世界气象组织亚洲区域气候中心。气候业务以国家、区域、省三级为主，实行国家、区域、省、地、县五级布局。

一、现状和需求
（一）现状
1．国际现状简述
世界先进气候业务中心，如美国国家环境预报中心的气候预测中心（CPC/NCEP）、英国Hadley中心等，都具备运用地基、天基和空基三位一体观测系统开展气候监测的能力，但是侧重点仍在大气圈、海洋和部分积雪、极冰要素的监测，对地球气候系统其他圈层的监测刚刚起步。西方发达国家较早开发并在业务上使用了先进的观测资料同化技术——变分同化技术，使大量遥感观测资料与常规观测资料在数值天气预报模式和气候预测模式初始信息中得以融合应用。20世纪90年代初，美国的NCEP/NCAR、欧洲的ECMWF开始了再分析计划。2001年日本气象厅也启动了再分析计划。到目前为止，上述各国都已经形成了一个长时间序列、格式规范、要素完整、统一协调的再分析综合数据集，并广泛应用于天气与气候业务与服务。在气候预测领域，目前WMO认可的具备运用动力气候模式开展全球气候预测能力的中心或国家一共有11个，包括美国、英国、德国、法国、日本、巴西、南非和中国等。但从气候模式的科技含量来看，欧美等国的模式较其他国家偏高。欧洲现有季节气候预报系统主要根据欧洲中期天气预报中心和欧洲各国天气局的预测结果，采用多模式集合的方法完成。美国CPC气候预测的时间尺度是2周、月、季节和多季节，范围包括全球。日本于2002年成立东京气候中心，主要开展月和3个月的集合预报，并向相关国家气象机构提供月和3个月集合预报平均格点值，2004年起开始提供半年的预测产品。在气候应用与服务领域，欧美主要气候中心在气候对农业、水利、能源、交通等各方面的影响评价技术比较成熟，尤其是在与最终用户的气候影响解释应用方面表现突出。
2．国内现状
依托国家“九五”重中之重科技攻关项目和国家短期气候预测业务系统工程项目的建设，经过近十年的努力，我国国家级气候业务系统逐渐建立了包含气候监测诊断、预测、影响评价、气候应用与服务以及气候资源开发利用在内的各业务子系统，初步具备了对大气圈、海洋圈和部分冰雪圈的实时监测，建立了统计方法与动力气候预测模式相结合的气候预测系统，实现了气候对农业、水资源、交通、能源、生态环境、人类健康等的定性与定量影响评价，开展了以各类气候区划、气候对城市规划和重大工程建设影响为主的气候应用与服务工作，并且在开发利用风能、空中水资源等气候资源方面做出了有益的探索与尝试。相比之下，区域级、省级气候业务系统还比较薄弱，急需完善。
目前在月时间尺度上，现有气候监测技术可以对全球地面气候基本状况、大气环流基本状况、海洋表面及次表层温度基本状况进行实时监测，同时能够对西北太平洋副热带高压、厄尔尼诺和南方涛动（ENSO）等重要气候成员进行内容较为丰富的专项监测，此外，对北半球积雪、东亚夏季风以及全球极端天气气候事件的监测已具备了一定的基础。监测诊断业务系统初步实现了整体性与相对独立性相结合、自动化与人工操作相结合以及实现对主要作业进行监控的目标。在产品制作和服务方面，目前已有《气候系统监测公报》、《ENSO监测简报》、《积雪监测简报（试刊）》、《东亚夏季风监测简报（试刊）》等4种产品，初步完成了由纯纸质产品向电子与纸质产品共存的过渡。
经过多年的建设，我国建立起一套以汛期气候预测为主要内容，国内大专院校和气象科研机构广泛参与，包括月、季、年时间尺度气候预测的短期气候预测业务系统。目前气候预测主要采用物理统计方法和动力数值模式相结合的方法。物理统计方法的重点是分析影响中国气候的各种物理因素及其前兆信号（比如海温、雪盖、季风、阻高、副高等），建立预测概念模型，定性地预测夏季中国雨带类型及旱涝趋势。另外，一些数理统计方法，例如气候背景分析、时间序列分析（方差、周期、谱分析等）、多元分析（回归、判别、主分量分析等）、天气气候学的相关相似分析，也是目前国内短期气候预测的主要统计方法。动力数值模式方法是利用动力模式进行短期气候预测。经过 “九五”科技攻关及其加强项目的研制开发，目前已经建成了一套包括全球大气环流模式、全球海洋环流模式、东亚区域气候模式和简化的ENSO预测模式等多个模式在内的短期气候预测动力模式系统，并投入了试验性业务运行。该模式系统能够提供月、季节、汛期和年度的模式预测信息，包括200hPa、500hPa、700hPa位势高度，200hPa、700hPa纬向风、经向风、海平面气压、地面温度、地面降水等多层次多要素的模式输出产品。自1998年起，动力模式预测的输出结果，初步经过一些简单的系统性误差订正，每年为汛期预测和每月业务预测提供模式的预测结果作为参考。目前我国短期气候业务预测的准确率，以全国范围汛期降水、每月温度预测准确率稍好，在65%左右，而月降水预测较差，只有60%左右，而且预测水平不稳定。
我国短期气候预测主要内容为制作并发布中国范围内月、季、年时间尺度的气候趋势预测业务，主要的预测产品包括《每月气候预测》、《汛期气候预测》和《年度气候预测》。《每月气候预测》一般在月底发布。产品内容包括全国月平均温度趋势预报，月降水量预报、月降水距平百分率预报，台风趋势预报（5-9月），冷空气趋势预报（10-4月）等。《汛期气候预测》和《年度气候预测》每年发布一次，分别在4月中旬和11月中旬发布。产品内容包括季节降水趋势预测、季节平均温度趋势预测、年度台风趋势预测等。此外，还有一些对国民经济影响巨大的灾害性气候的专项预测，如夏季东北低温、初霜冻、春播天时等。产品形式以文字叙述为主，辅以预报要素（温度、降水）的图表。预报要素的趋势预测图作为产品内容的一部分提供给客户。产品主要为政府有关部门提供决策服务，同时也为全国各区域中心和省气象台的短期气候预测业务提供技术指导。
20多年来，我国气候影响评价业务使用的评价方法不断发展，逐步由定性向定量转变，并且由仅用简单的统计方法向与复杂的数学评估模型相结合的方法转变；评价产品，内容丰富、形式多样，且更加定量化和客观化；评估领域也逐渐拓展，内容涉及农业、水资源、交通、能源、生态环境、人类健康等方面；气候影响评价业务系统不断完善，先进的计算机技术不断引入，自动化程度大大提高，能够又快又准确地提供气候状况评估信息；气候影响评价决策和公益服务能力增强，力度也不断加大，目前可以通过报纸、电视等新闻媒体及互联网等多种渠道，及时为公众提供服务。
目前全国已初步形成了一支气候评价队伍，研制了一些可用于日常业务的行之有效评价工具-- 农业评价指标和模式，水资源评价指标和模式，能源评价指标和模式，交通运输评价指标和模式以及重大气候事件（诸如台风、干旱、洪涝）评价指标和模式，现在正在开发气候-生态环境模式；建成了自动化程度较高的业务系统。目前的气候评价产品分常规和非常规产品，常规产品包括：月、季、年尺度的气候影响评价，月、年的灾情报告和年度气候公报。非常规产品包括临时决策服务材料及中国气候旱涝公报等。产品服务对象主要为政府各级部门、气象部门以及相关科研院所和部分社会需求单位。
为了适应农业、工业、军事、水利、电力、交通、运输、建筑、能源和医疗等事业的需要，我国已经开展了有关这些领域的气候应用研究和业务工作。例如全国建筑气候分区、全国电力通讯线网气候分区、全国道路气候区划、各河流流域规划、桥涵孔径设计的暴雨强度公式及气候参数的研究、城市规划与气候、重大工程建设与气候及大气污染扩散的研究、医疗气候研究等，都取得了相当的进展，对我国国民经济建设和国防建设起到了很大的作用。
随着国家对能源需求的不断增长，近些年来我国气候业务在开发利用气候能源方面，尤其是在开发利用风能方面，做出了一系列探索性的努力，例如，随着近年气象观测技术和手段的发展，观测站点增加，观测资料的质量不断提高和改善，国家发展改革委员会与中国气象局于2003年底启动了第三次全国风能资源评价。主要是利用全国2000多个气象台站近30年的观测资料，对原来的计算结果进行修正和重新计算，同时结合中、小尺度数值模拟技术提高风能资源调查的分辨率，为开发风能资源、制订风能发展规划提供了科学依据。
（二）需求
1．国家安全与社会经济可持续发展的需求
工业化以来人类活动对气候的影响已经直接关系到经济社会、国家安全和可持续发展，并成为国际环境问题的新热点，气候业务服务已成为国家安全的重要保障。全面建设小康社会要求大力提升天气气候灾害的防御和趋利避害的服务能力，要求气候业务为维护国家公共安全、社会稳定和人民生命财产安全做出重要贡献；现代化军事作战能力的提高对天气气候预报预测和保障能力提出了空前的要求，作战的各个环节都需要准确的天气气候预报预测保障；此外，经济安全、食物安全、水资源安全和能源安全都要求气候业务进一步加快发展。
当前，我国经济社会可持续发展正面临人口、资源和环境这三大问题的严重挑战。这三个问题的解决都与气候密切相关，都要求明显提高气候业务的能力和水平，尤其是淡水资源、食品生产、能源、改善生态和环境这些当前最迫切的问题，直接受气候条件的制约。因此，研究气候规律，深刻了解全球气候、亚洲气候、中国气候和局地气候的变化规律和资源状况，保护和合理利用气象资源，是经济社会可持续发展的需要。
同时我国地域广阔，气候与自然地理条件十分复杂。由于受季风的影响，加上生态、环境在经济发展过程中遭到人为破坏，致使各种天气气候灾害及其衍生灾害频繁发生，给经济社会发展带来严重影响，给人民生命财产造成严重损失。特别是20世纪80年代以来，在以全球变暖为主要特征的背景下，天气气候灾害呈明显上升趋势；同时随着我国经济的发展和社会的进步，气象灾害对经济社会的影响越来越广泛，造成的损失也越来越大。国民经济的持续、快速、健康发展和社会的全面进步，对做好气候工作提出了越来越高的要求。
2．参与国际竞争，增强国际竞争力的需要
由于极端天气气候事件频繁出现，气候异常导致的自然灾害对经济社会影响越来越大，气候信息特别是气候预测信息的服务变得越来越重要。世界气象组织（WMO）为此提出了国际合作的框架计划，区域气候中心是该框架计划的重要一环，负责对全球产品中心的相关产品进行释用和评价，并根据所在区域的国家气象水文部门的不同需要进行加工和分发、共享气候信息资源，为区域各国防灾减灾和可持续发展服务。
中国气象局在2001年5月的WMO第53次执委会上，正式表示愿意建立北京气候中心，承担并履行WMO区域气候中心的职责。为此，2003年北京气候中心（BCC）正式挂牌。与此同时，亚洲许多国家均表现出极大的兴趣，并展开了激烈竞争，如日本东京气候中心(TCC)和韩国的亚太气候网络(APCN)都具有较强的竞争力，而竞争的核心实际上就是气候业务水平与能力的竞争。
经过短期气候预测一期工程建设，我国国家级气候中心的短期气候业务系统已经初具规模，但与世界气象组织对区域气候中心的要求还有很大差距，尚不能满足开展气候业务工作的实际需求。此外，现有的气候业务系统主要针对中国范围设计，难以满足亚洲区域气候中心所担负的对亚洲乃至全球的气候业务任务需求。
气候科学的快速发展给中国气候工作者带来了很大的压力和严峻的考验。气候业务和研究的内容是涉及大范围、大尺度和长时间的气候问题，所以必须走出国门，面向世界，也只有通过区域气候中心的建设，提高我国气候业务与服务的水平，参与更加广泛的国际和地区合作、交流，缩小与世界先进水平的差距，才能更好地为国家的经济建设和社会发展做出更大的贡献，并增强国际竞争力。
3．防灾减灾及重大工程气象保障服务的需求
我国地域广阔，气候与自然地理条件十分复杂。由于受季风的影响，加上生态、环境在经济发展过程中遭到人为破坏，致使各种天气气候灾害及其衍生灾害频繁发生，给经济社会发展带来严重影响，给人民生命财产造成严重损失。特别是20世纪80年代以来，在以全球变暖为主要特征的背景下，天气气候灾害呈明显上升趋势；同时随着我国经济的发展和社会的进步，气象灾害对经济社会的影响越来越广泛，造成的损失也越来越大。国民经济的持续、快速、健康发展和社会的全面进步，对做好气候工作提出了越来越高的要求。
建立节约型和谐社会和建设社会主义新农村对气候业务和气候工作也提出了新的需求，必须加强和加快建设我国科研型气候业务系统，加强对天气气候灾害的监测和影响评价，提高气候和极端天气气候事件预测、预警能力，提高气候资源合理开发利用水平，更好地为各级党政部门决策提供气象科技支撑，为社会公众提供优质气象服务，为各行各业趋利避害提供有力保障，为建设社会主义新农村保驾护航，是经济社会发展和满足人民生活水平提高对气候业务发展提出的紧迫要求。
随着我国社会经济的快速发展，基础设施重大工程建设项目日益增多，建设规模也越加扩大。一些重大工程如：三峡工程、南水北调、西电东送、西气东输、青藏铁路、秦山核电站等从勘察、设计、施工到建成后运行管理都与气象因素息息相关，重大工程从前期论证、中期建设到后期运营的各个环节都需要气象部门提供准确的气象信息。
（三）趋势
目前世界先进气候业务中心，如美国国家环境预报中心的气候预测中心（CPC/NCEP）、英国Hadley中心等，都具备较强的气候监测能力，但是侧重点仍在大气圈、海洋和部分积雪、极冰要素的监测，对地球气候系统的其他圈层的监测也是这些气候业务中心的发展重点，尤其是充分利用气象卫星等遥测手段的优势，开展对地实时的监测。
总体来看，全球气候预测仍然是世界各国面临的重大挑战，预测技巧还比较低。因此，研发包含地球气候系统各圈层、具备描述各种复杂物理过程、生物化学过程及其相互作用并通过发展耦合器技术将不同圈层子模式耦合在一起的气候系统模式成为各国研发的重点。
从气候影响评价和应用来看，欧美主要气候中心在气候对农业、水利、能源、交通等各方面的影响评价技术比较成熟，尤其是在与最终用户的气候影响解释应用方面表现突出。国外很注意气候资源的开发利用，特别是风能、太阳能等清洁环保再生能源的合理利用方案和配套技术具有较高的水平。
（四）存在的主要问题和差距
1．现有气候业务科技含量有待进一步提高
气候业务资料平台建设亟待加强。具体表现为观测资料的种类还主要局限于大气圈，需要向海洋、陆地、冰雪等圈层的拓展；观测资料的时间与空间分辨率有待进一步提高；资料共享性与一致性有待提高；急需充分利用我国和WMO二区协各成员国的历史气候资料和卫星遥感资料，建立适合于亚洲地区的再分析资料序列。
现有气候监测诊断业务的领域需要向地球气候系统各圈层拓展，监测范围需要逐渐从中国扩大到亚洲乃至全球，监测的准确性和及时性严重不够，甚至无法有效地反映和捕捉那些时间尺度小于月尺度的极端气候信号和事件。
影响我国短期气候变率的物理机制还不太明晰。经过“九五”科技攻关，我国学者已经发现影响中国汛期旱涝的因子有赤道东太平洋海温（厄尔尼诺、拉尼娜事件）、西太平洋副热带高压、亚洲季风、青藏高原热状况、中高纬度环流（阻塞高压）等。但是，它们之间关联是什么？在不同的条件下，旱涝的主导因子是什么？还有没有其它重要影响因子有待发掘研究？另外，现有动力气候模式仅仅考虑了大气与海洋的相互作用，地球气候系统其他圈层，如陆地、冰雪的影响并未明确的包含进去。这些问题极大地制约气候预测的发展，是导致预测准确率不高的重要原因。在气候影响与评价方面，缺乏全国性统一的灾害数据库和跨行业、跨部门、多学科极端天气气候灾害处理专家预测预警和协调联动机制。现有业务系统难以迅速、准确、及时地为可能受灾害影响的各个行业提供有效的定量的影响评价服务和对策建议。
由于我国国民可持续发展观念相对滞后，特别是经济结构、产业结构、能源结构不尽合理，使气候资源的开发、利用受到了较大限制，主要表现在气候资源开发、利用水平与经济社会可持续发展的需求不适应，缺乏统一的观测标准和管理体制，影响了气候资源评估的可靠性，气候资源的数值模拟方法还不成熟。
为了解决上述气候业务与服务领域存在的问题，必须要加强相关的科学研究，依靠科技进步，强化科研对业务的支撑力度，提高现有气候业务的科技含量。
2．现有气候服务系统难以满足社会经济发展与小康社会的需求
面对我国经济飞速发展和人民生活水平日益提高的新形势，现有气候服务严重滞后，在服务的准确性、针对性、及时性方面均有较大差距。例如，目前气候预测产品还没有与百姓生活和国家经济活动紧密结合，缺乏用户容易理解、实用性强的业务产品。在气候影响评价与应用服务方面，服务领域需要不断拓展。目前我国还没有专门的气候对水利、能源、交通、旅游、国土资源、卫生、国防等行业或部门影响的定量评价模式和业务系统，用于城市规划、局地气候评估、环境评价的模式需要进一步改进，大型工程建设、城市规划和区域开发项目的气候可行性论证工作需要进一步加强。此外，随着我国对能源需求的迅猛增长，如何充分开发利用气候能源成为一个紧迫的问题。现有气候资源开发利用业务还不能提供高分辨率的风能分布，远不能满足风能开发利用的需求。
3．缺乏功能比较完善的区域级、省级气候业务系统
多年来，由于气候业务本身成熟程度限制，我国气候业务能力建设主要侧重于国家级业务的建设，区域级、省级乃至市县级业务能力偏弱，逐渐形成上大下小的气候业务格局。这种格局的弊病在于，由于气候业务与服务具有较强的区域性和地域性，国家级气候业务难以有效满足全国各大区域、各省的具体需求，例如监测、预测产品的空间分辨率难以达到区域、省、市、县的要求，气候服务的针对性不强，国家级业务难以针对各省、各地区气候特点开发专门的服务产品，而现有区域级、省级业务系统对国家级业务产品的解释应用能力不足，严重制约了为当地政府决策提供气候服务的能力。这种格局的另一弊病是上下级业务系统之间缺乏有效指导与支持反馈。由于我国现有区域级、省级、市县级气候业务与服务体系不完整，有些区域与省甚至缺少独立专门的气候业务与服务机构，缺乏不同级业务之间的沟通渠道，妨碍了上一级业务对下级业务的有效指导，同时下级业务对上一级的支撑与反馈明显不够，最终导致我国各级气候业务与服务体系的分散和脱节，难以真正发挥对国民经济和社会健康、可持续发展，防灾减灾的功效。
4．人才匮乏对气候业务轨道建设的瓶颈效应显著
新中国成立以来，特别是改革开放以来，我国气候从业人数发展增加，人才队伍的整体素质也明显提高。但是，与国际先进水平比较，我国气候业务与科研队伍庞大，但缺乏高层次拔尖创新人才；在气候系统观测、监测业务领域，缺乏熟练掌握、管理和维护现代化装备和技术的一线高级专门人才；在气候影响评价与气候服务领域，缺乏具备多学科交叉和实施重大业务工程能力的复合型人才，难以将气候服务推进到国民经济各行业、各部门。尤其是区域级、省级和市县级气候业务，缺乏专门的气候业务人员。人才结构和分布不合理，严重制约着我国各级气候业务的发展。

二、设计原则
本方案以《中国气象局业务技术体制改革总体方案》(以下简称《总体方案》)和 《中国气象局业务技术体制改革配套方案》(以下简称《配套方案》)为编制依据，围绕“公共气象、安全气象、资源气象”发展理念和部门“拓展领域战略、科技兴气象战略和人才战略”，深入了解国际、国内与区域协调发展的需求，认真设计气候轨道，使其五级贯通，为贯彻落实科学发展观，为社会主义新农村建设与全面建设小康社会的战略目标提供坚实保障。
（一）指导思想
以中国气象事业发展战略研究成果为纲，在总结我国气候科研业务发展现状与不足及国内外气候发展基本经验的基础上，面向经济社会发展、国家安全和可持续发展的新需求，坚持新世纪新阶段我国气候业务系统建设必须贯彻落实以人为本、服务社会的宗旨，贯彻以“科学发展为导向，国家需求为动力，气候模式是基础，气候业务是重点，气候服务是关键，科技创新是生命线”的指导方针和发展理念。
（二）基本原则
气候轨道建设与未来发展的基本原则是：
1．科技优先、需求导向原则
瞄准世界气候科技前沿，坚定不移地依靠科技进步，不断提高气候业务的科技含量，为落实公共气象、安全气象、资源气象提供强有力的科技支撑；完善人才工作机制，提高队伍整体素质，实现人的全面发展；加快科研和业务体制创新，推动科研业务结合、多学科融合、多部门协同、国内外合作与交流，促进我国气候业务全面协调发展。推动气候科研成果向气候业务能力的转化，最终提高服务效益。不断强化气候业务服务职能、健全服务体系、改善服务手段、增加服务产品、提高服务质量，更好地为各级党政部门决策提供科技支撑，为社会大众提供优质服务。
2．集约协调、资源优化原则
最佳气候业务体制应该是在当前科学技术条件下的资源和人才的最佳配置，必须加强完善国家级气候业务体系和能力建设，充分利用国家气象信息资源，瞄准国际前沿，以国家需求为目标，建立和完善气候监测、预测、影响评价及应对的一体化业务系统，对区域和省级气候业务形成强有力的指导，实现资源信息和产品与下级共享，下级气候业务部门加强气候应用服务领域的进一步拓展。满足国家经济社会快速发展和建设和谐社会的需求。
3．协调可持续发展原则
为了更好地发挥气候科技成果为国家建设服务，努力做到科技发展与业务技术相协调，提高气候业务的科技含量，社会经济需求与业务发展体制管理相协调，人员配置与资源信息相协调，加强上下级和同级“轨道”业务分工相协调。
（三）发展目标
通过气候轨道业务系统的建设，建立我国包含国家级、区域级、省级、地市级和县级在内的，从气候观测、监测预测、影响评价到气候应用与气候资源开发的相互协调的气候业务服务体系。该系统将实现从传统的气候监测、预测、评估向气候系统的监测、预测、评估和适应跨越，为建立WMO的亚洲区域气候中心，为国家、亚洲乃至世界提供气候业务产品，大大提高为各级政府防灾减灾、环境保护、资源开发、可持续发展、环境外交服务的能力和水平。
发展和建立开放式、面向需求的综合气候监测预测业务体系，2010年实现该业务体系由国家、区域、省三级为主，地、县补充为主要特征的新型业务运作体制。气候影响评价和气候应用服务建立国家、区域、省、地、县五级业务体制。其中业务的基本单位由过去的测站转变为网格，即对监测和预测主要初始资料进行网格化，以克服由于观测台站的变迁、新增所造成的资料长度、连续性等困难。国家级运行全球监测和全国-亚洲-全球范围的气候预测，全球监测的网格分辨率不小于2x2（经纬度），全国监测不小于0.5x0.5（经纬度），亚洲和全球范围的预测分辨率不小于2x2（经纬度），全国范围的预测分辨率不小于0.5x0.5（经纬度）。省级气候业务运行本省范围内网格分辨率不低于国家级的气候监测预测业务。动力气候模式业务主要在国家级开展，模式产品提供给区域、省、地、县各级用以进行分辨率更高的解释应用，以及特殊需求的针对性服务。
1．气候系统监测诊断
到2010年：
——加强对气候异常与重大气候事件的监测，重点加强对厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）、暖池、东亚季风、高原热状况、冰雪覆盖等影响我国和东亚地区气候异常的物理因子和过程的监测诊断分析，提供监测诊断产品；
——加强大气、海洋和陆面过程的监测，包括大气环流、大气成分、地面、表层和深层土壤的气候要素、云和大气辐射特征、海气相互作用、海洋温盐结构、洋流、海面高度及水圈、冰雪圈、生态环境的监测；
——逐步开展水分和能量循环过程、植被和生态系统、碳循环等的观测与综合分析诊断；
—— 加强气候信息为农业发展的服务，为农业生产提供有针对性的气候信息和对策措施；综合运用常规观测资料、农情资料和卫星遥感等信息，加强对干旱、洪涝、沙尘暴等气候灾害的监测预警；
—— 根据气候特征确定有关气候指数或物理量，按候、旬、月、季、年对全球、全国或特定区域范围内的气候变异特征及物理成因进行诊断分析，形成气候监测(诊断)产品。
2．气候系统预测
到2010年：
——采取动力模式和物理统计相结合的方法，提高月、季、年短期气候预测业务的能力和水平，并逐步向以动力数值预报技术为主的短期气候预测业务过渡。
——建立和发展陆面资料同化系统，改进和完善全球海洋资料同化系统，从初边值条件方面改善动力气候模式的性能，提高海洋和陆面状况的定量监测预测能力；
——发展海-气-陆耦合的全球气候业务模式和区域气候业务模式，提高模式产品的应用技术；
——不断改进物理统计及与动力模式相结合的预测方法，改进和发展具有明确物理意义的集合预测方法，包括不同初值的集合和不同模式的集合，提高综合决策水平；
——在气候年景评价的基础上建立年景气候预测业务。
——逐步开展东亚乃至全球范围的短期气候预测业务。

3．气候影响评价
到2010年：
——提高气候影响定量评价的技术水平,引进、研制、开发气候对农业、水资源、能源、交通、生态环境影响的评估模型和定量评估指标，开展年景评估和预评估服务。
——扩大评估区域和领域,评估区域面向亚洲和全球，领域除目前开展的主要方向外，如气候对农业、水资源、能源、交通、生态环境的影响评价，还应根据社会和国家需求，不断增加新的服务领域。
——建立全国性统一的灾害数据库，强化灾情的收集与信息管理，加强气候灾害监测评估和风险评估,为防灾减灾提供科学依据。
4．气候应用与服务
建立各项目的气候应用资料库和参考系统，实现快速、方便地为用户提供有效的参考资料和气候信息，使气候应用逐步规范化、信息化。到2010年将在现有的基础上进一步开展完善以下专项服务系统：
开发研制发展中、小尺度局域气候模式，实现对风场、温度场等气象要素场的气候模拟，为三峡水库气候效应、城市气候温室效应、大气污染评价、气象决策等提供有效的咨询服务。
研制建立建筑、交通、医疗、旅游等专业气候服务系统。实现为粮食生产、水资源管理、重大工程建设、交通旅游开发等领域和用户提供各类气候参数、指标和咨询服务。
5．气候资源开发利用业务
到2010年:
――建立气候资源监测网，并逐步扩大监测空间范围,建立以全国气象观测网为依托的气候资源观测网，并逐步将监测空间范围扩展到亚洲乃至全球。
――建立国家级气候资源评估数据库,气候资源数据库的建立是合理利用和开发气候资源的基础，要对全国气候资源进行信息化管理，协调全国有能力开展气候资源调查部门间的关系，实现资料共享及气候资源评估的统一化、标准化管理。
――建立气候资源变化预测模型，开展未来气候变异对可开发气候资源量的影响评价,根据短期气候预报系统预测得到区域温度、湿度、辐射及大气环流场等变化，建立并利用气候资源变化预测模型，评估现有气候资源变化状况，气候资源可开发量变化状况，并预测未来可能出现的气候资源可利用区域。
――开展区域气候变异与气候资源利用相互作用预评估研究, 并对气候资源开发利用后对区域气候产生的影响进行预评估研究。

三、系统功能和结构
（一）系统总体功能和结构
气候轨道业务的总体功能是：依托我国现有“三站四网”观测网络，尤其是依靠正在建设的国家气候观象台，获取气候系统的数据集，逐步具备对地球气候系统各圈层的监测和诊断分析能力，改进与发展气候系统模式，运用物理统计与动力模式相结合的方法进行短期气候预测，使其在时空分辨率和预测精度上有较大幅度提升，具备评价重大气候事件对国民经济各行业定量影响的能力，为我国重大工程建设和灾害风险管理提供决策参考，为我国气候资源的合理开发利用提供指导，为有关我国承担的国际气候业务活动中心提供技术支撑。
图3-1 气候轨道业务总体功能和结构示意图
（二）观测
观测是气候业务轨道的基础。均一性较好的长时间序列数据是研究五大圈层