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1、附件：“十一五”国家科技支撑计划重点项目“京津冀城市群高影响天气预报中的关键技术研究”课 题 申 请 指 南中国气象局二八年一月1第一章 申请须知一、 项目总体目标本项目以提高京津冀城市群局地暴雨、浓雾、降雪等高影响天气的预报能力为目标，以城市和城市群复杂下垫面对天气系统的影响为研究重点，揭示城市群对高影响天气的影响过程和关键预报因子，在城市群高影响天气预报模式系统研发、预报关键技术上取得突破，提高城市群精细化天气预报水平，使京津冀城市群局地暴雨、浓雾、降雪等高影响天气的整体预报能力提高 510%，为我国特别是京津冀地区气象防灾减灾能力的提高提供重要的科技支撑。二、 项目课题设置本项目设以下五
2、个课题：1. 城市群高影响天气的特征和成因分析2. 城市陆表过程和边界层结构的观测与分析3. 京津冀业务预报模式系统中雷达和 GPS 资料的同化技术研发4. 京津冀业务预报模式中城市复杂下垫面和边界层物理方案的研发5. 城市群高影响天气预报系统的集成和业务示范三、 项目实施期限及经费来源本项目实施年限为 4 年（2008 年 1 月-2011 年 12 月） 。本项目属应用性技术研发与综合集成，研究成果主要服务于社会公益事业。项目总投资预算为 1200 万元，国拨经费 1200 万元。四、 申请资格(一) 申报单位的条件和要求21. 凡在中华人民共和国境内注册，具有较强科研能力和条件、运行管理
3、规范、具有独立法人资格的事业单位、科研院所、高等院校等，均可单独或联合申报，不接受个人申请。积极鼓励科研教学单位和企业以“产学研联盟” 的方式联合申报课题，实现责任和风险共担、知识产权和利益共享。每个课题的联合申请方原则上不超过 4 个法人单位。2. 课题申报必须以某一课题整体研究内容为申请单元。联合申请各方须签订共同申请协议，明确规定各自所承担的工作和责任。申报单位必须提供课题实施的组织实施方案，经所在省、自治区、直辖市、计划单列市科技厅（科委、科技局） ，新疆生产建设兵团科技局或所属部门科技（科教）司审定后，进行申报。3. 主要申请单位应具备不少于 3 年以上从事城市气象、数值预报模式研发
4、的相关工作基础，能够组织协调京津冀有关气象业务、科研机构联合开展工作，且具备成果直接向业务转化的条件。其中申报课题 2，要求有丰富的边界层观测经验和比较完善的观测设备，且能够得到现有京津冀业务气象观测体系的相关支持。申请课题 5的单位，要求所使用的计算机平台及数据输入/输出接口必须与成果业务化的环境相同。4主要申报单位须拥有自己科研基地，有保证课题研究开发和技术目标实现的计算机环境和数据库条件，能为课题研究计划的实施提供良好的工作环境和装备条件。由于高性能计算机是研发城市群高影响天气预报模式系统最重要的设备，申报本项目第 3、4、5课题的承担单位，均要求具备高性能计算机（峰值运算速度每秒十3万
5、亿次以上） ，能够满足调试和运行耦合和组装城市冠层参数化方案、陆面参数化方案、城市边界层参数化方案、初始场资料同化方案的城市群高影响天气预报模式系统的海量高速运算需求。(二) 申请负责人的条件和要求1. 课题申请人应具有副高级以上技术职称，年龄应不超过 60周岁（1947 年 9 月 1 日后出生） ，有较全面的基础理论知识和组织管理协调能力，对国内外有关最新科技动态有较全面的了解，从事有关研究或技术开发一线工作 5 年以上。课题申请人应是具有固定单位的科学技术人员，用于所申请课题研究时间不少于本人工作时间 60%。 2. 课题申请人均不得参与两项以上本项目课题的申报，且只能主持申报一项本项目
6、课题。课题申报单位（包括联合申报中的任意一方）和主要申报人，对同一个课题不得进行重复或交叉申报。3. 行政管理人员不得作为课题负责人，已承担国家科技攻关项目但未按期完成任务、未经验收、项目执行不好、学风不良的课题负责人不得作为课题负责人申请本项目的课题。五、 申请文件的编制与递交1. 申请文件一律用 A4 纸，仿宋体四号字打印并装订成册，同时附上电子版，要求语言精炼，数据真实、可靠。超出课题申报指南范围的课题申报将不予受理。2. 申请文件构成包括申请函、申请人资格审查文件、课题申报书、课题预算申报书。3. 申报书及有关资料应有法定代表人（或委托授权人）签字并加盖公章，全部申请文件须包装完好，封
7、皮上写明申请课题、申请单位名称、地址、邮政编码、电话、联系人及注明“不准提前启封”4字样，并加盖单位公章。4. 申请文件一式 15 份，正本 1 份，副本 14 份，光盘二份，在每份申报书上要注明正本和副本，正、副本分别封装并在封面上注明。一旦正本和副本不符，则以正本为准。5. 申报工作自本指南公布之日起开始，申报单位必须根据课题申请指南要求参与申报活动。 申请指南从科技部网站（）或中国气象局网站（）上直接下载。6. 寄送申请文件的截止日期：2008 年 2 月 29 日 17：00 时整。只接收在申请截止日期前由申请人或委托代理人面交或邮寄的申请文件。邮寄时间以北京邮局签收日为准。项目组织单
8、位对申请文件在邮寄过程中出现的遗失或损坏不负责任。寄送地点：北京市中关村南大街 46 号，中国气象局科技发展司（邮编 100081）联 系 人：王金星，杨蕾联系电话：（010）68406632，68407776（fax）六、 课题评审 经形式审查，不符合上述规定的申请书视为无效申请，不参与专家评审。遵循“公开、公正、公平 ”的原则，我们将组织专家对课题有效申请进行专家评审，择优立项。5第二章 课题研究目标与内容课题一：城市群高影响天气的特征和成因分析1.研究目的本课题目的在于揭示京津冀城市群对局地暴雨、浓雾、降雪等高影响天气的作用过程和关键预报因子，为业务预报提供高影响天气的天气学概念模型，为
9、综合观测试验和模式边界层物理过程发展提供依据。2.主要研究内容（1）京津冀城市群的发展对该区域高影响天气时空分布的影响分析。通过对国内外已有的相关研究成果进行回顾总结，结合困扰城市灾害性天气精细化预报技术的科学难点，以夏季局地暴雨、浓雾、降雪天气为主要研究对象，分析这些高影响天气的时空分布特征及其与城市发展之间的关系；（2）城市对高影响天气的作用，揭示特定大尺度环流背景下，城市尺度环流对高影响天气的作用过程。开展城市及其周边地区特有的局地高影响天气典型个例的天气过程演变研究。包括对不同季节、不同时间段、不同层结稳定度情况下有代表性的天气个例进行诊断分析和理论分析；（3）城市区域非均匀下垫面对高
10、影响天气的影响过程分析，揭示京津冀城市群中尺度环流之间的相互作用过程。北京重点是地形和城市环流的相互作用过程在局地性高影响天气演变过程中的作用，天津重点是海陆风环流与城市环流的相互作用在城市及其周遍地区高影响天气演变过程中的作用。选取不同季节有代表性个例，通过常规气象观测资料和非常规（城市下垫面通量、土地利用、土壤温湿等）资料的分析和数值模拟方法，揭示出城市陆面过程、城市边6界层过程对高影响天气发生、发展、持续、消亡的影响机制，找出影响的关键过程、关键因子；（4）建立京津冀城市群高影响天气的历史资料统计分析平台，为高影响天气的预报业务提供天气预报模型。3.考核指标（1）提出城市（群）对局地暴雨
11、、浓雾、降雪影响的预报关键因子；（2）建立京津冀城市群局地暴雨、浓雾、降雪的预报模型。4. 经费安排本课题安排经费 180 万元，国拨经费 180 万元。课题二：城市陆表过程和边界层结构的观测与分析1.研究目的本课题基于京津冀地区已有的气象业务观测网，开展有针对性的加强观测试验,并综合分析国内外已有的相关研究成果,揭示城市边界层结构对高影响天气过程的影响，满足城市群陆气相互作用关键过程的参数化和耦合建模的需要，为业务观测网的设计与优化布局提供参考。本课题在观测试验过程中将充分利用京津冀地区气象和相关科研部门的地面和高空自动观测站、天气雷达和边界层风/温廓线雷达、GPS/MET 水汽探测、激光雷
12、达、地基微波辐射计、系留汽艇、无线电探空、GPS 探空、北京 325 米气象塔、天津 255 米气象塔、移动观测系统、湍流和通量观测系统以及闪烁仪和无人驾驶飞机等观测设备，选取典型城市（例如北京和天津）分别在夏季和冬季的高影响天气易发时段开展加强观测。72.主要研究内容（1）综合分析京津冀地区现有业务观测系统以及与该地区相关的其它研究项目获得的观测资料，揭示城市群复杂下垫面边界层结构、山谷风环流、热岛环流和海陆风环流的特征，研究它们对城市高影响天气过程的影响，特别是对夏季暴雨落区的扰动和触发作用；（2）将地下浅表层、城市粗糙副层、城市冠层和整个城市边界层作为一个完整的整体进行点面结合的加强观测
13、，开展城市非均匀下垫面地气界面交换过程、城市边界层垂直结构、城市边界层顶与自由大气界面交换过程的实验研究；提出适用于京津冀城市群复杂下垫面通量和边界层结构的参数化方案；（3）选取京津冀地区的主要高速公路地段，开展浓雾天气条件下边界层结构的观测试验研究。3.考核指标（1）提供加强观测期间的地表通量和大气边界层观测数据集；（2）提出适用于京津冀城市群复杂下垫面通量和边界层结构的参数化方案。4. 经费安排本课题安排经费 300 万元，国拨经费 300 万元。课题三：京津冀业务预报模式系统中雷达和 GPS 资料的同化技术研发1.研究目的本课题目的在于建立适用于京津冀业务预报模式的同化系统，实现雷达和
14、GPS 资料的变化同化应用,进而为业务模式预报系统的初8始和边界条件提供精细协调的低层大气动力流场和水汽场，为分析研究京津冀地区的高影响天气过程的敏感区提供手段，为提高我国城市群(特别是京津冀地区)精细天气模式系统的预报水平提供支撑。2.主要研究内容（1）地基 GPS 斜路径水汽遥感技术的改进及同化技术研究。建立区域精细电离层非线性模型，提高京津冀单双频地基 GPS/MET 混合网中的单频 GPS 水汽实时遥感精度。开展外场实验，利用 12 通道微波辐射计，对地基 GPS 斜路径水汽遥感数据进行观测质量比对和误差特征研究。通过以上两方面工作，建立与京津冀业务预报模式相匹配的地基 GPS 斜路径
15、水汽资料同化方法。（2）京津冀地区新一代天气雷达联网观测资料的同化技术研究。建立北京、天津和石家庄的 S 波段雷达以及张北的 C 波段雷达基数据实时集成技术，开展雷达资料质量控制技术研究。建立与京津冀业务预报模式系统相匹配的多部多普勒雷达径向风和回波强度资料的同化方法。（3）建立可有效利用京津冀特种气象观测资料的模式背景场误差估计方法和精细变分资料同化系统（同化系统水平分辨率高于 10公里） ，实现对天气雷达网、地基 GPS 水汽观测网和常规气象观测资料的实时业务应用。（4）同化效果的检验评估。基于 01 课题建立的京津冀高影响天气典型个例集，通过平行模拟试验与对比分析，得出利用京津冀特种气象
16、观测资料的模式背景场误差估计方法和精细变分资料同化系统在近地层风温湿以及降水模拟方面的改进程度。3.考核指标9（1）雷达资料的同化方法；（2）地基 GPS 斜路径水汽观测的同化方法；（3）建立适用于京津冀业务预报模式的同化系统。4. 经费安排本课题安排经费 180 万元，国拨经费 180 万元。课题四：京津冀业务预报模式中城市复杂下垫面和边界层物理方案的研发1.研究目的本课题目的在于了解京津冀城市群区域地表和大气的相互作用，以及城市对边界层风温湿结构和降水的影响，发展和完善能较完整体现城市复杂下垫面特征、准确反映城市人类活动影响、可以较为准确模拟城市冠层动量、热量、水汽输送和城市边界层过程的陆
17、面参数化方案和大气边界层方案，实现它们与现有业务模式的耦合，同时开展城市群高影响天气过程的模拟试验。2.主要研究内容（1）建立城市复杂下垫面高分辨率陆面基础数据集。充分利用地面调查和遥感观测资料，确定城市陆面参数反演的技术方案，建立京津冀城市群复杂下垫面的几何与物理特征参数（如城市高程、地表覆盖类型和土壤特性等） ，为本项目的耦合建模提供陆面基础数据；（2）改进城市陆面过程参数化方案。建立能够较完整体现城市复杂下垫面非均一性特征、反映人类活动影响，包含城市冠层内部的动力和热力过程的陆面参数化方案；（3）建立城市群高分辨陆面初始场。发展高分辨陆面资料同化系统，采用各种高分辨陆面观测资料和城市群精细陆面参数化方案，