中长期天气预报
范广洲
课程概况
? 从课程名称可知，本书主要介绍两部分内容，
中期天气预报和长期天气预报。
? 第一章为概述,
? 第二到第四章为中期预报内容，（重点）
? 第五到第八章为长期预报内容，（重点）
? 第九章介绍自动化系统。
? 我们主要学习前八章。
第一章 绪论
一、重要性,
? 国计民生的需要
◆多行业和学科的需要：农业，水利，环保，
经济建设等。
◆频繁发生的自然灾害的预测需求。
? 全球变化（变暖、干旱、洪水、生态环境变化，
第 5次生物大灭绝）。
? 气象人员的骄傲（我们的贡献）、责任（提供
好的预报）、羞愧（预报水平不能令人满意）。
二、历程
? 长期预报的可行吗？
◆ 1976 美国气象学会声明：月以上的逐日预
报无参考价值
◆ 1981英国停止 1963年 -1981年的长期天气预
报发布
◆ 1980s年代受气候异常影响，中长期预报复
苏,1986-1991WMO召开 5次国际研讨会
制定国际研究与合作计划
近 40个国家发布预报
大量的分析和预报方法的研究
第一节 长中短期天气预报的区别
1.什么是长、中、短期天气预报？
1955年，冯,纽曼在美国普林斯顿召开的第一次气候模拟大会上
关于这个问题有一个著名的论述,他认为预报可以按照
时间尺度很方便的分为 3类，第 1类预报对象的运
动只取决于初始条件（简单说明）；第 2类运动
则相反，其变化完全不依赖于初始条件，而只依
赖于外部强迫（简单说明）；第 3类运动不但依
赖于初始条件还依赖于外部强迫。这 3类预报问
题分别就是短期天气预报、长期天气预报（气候
预报，这里一般指短期气候预报。
1.什么是长、中、短期天气预报？
定义,
1,短期天气过程仅和初始条件有关，预报短期天气过
程的天气预报，就称为短期天气预报。
2,中期天气过程和初始条件、外力强迫均有关，预报
中期天气过程的天气预报，就称为中期天气预报。
3,长期天气过程仅和外力强迫有关，预报长期天气过
程的天气预报，就称为长期天气预报。
（根据上述论述认为，短期预报最简单，长期预报也相
对较简单，最难得是中期预报）
（现在的研究和预报实践发现，长期预报最难）
2,时间尺度
? 短期天气过程, <72小时 较公认，可外推
我国实际 0-3天
? 中期天气过程,3天以上 — 2-3周 上限有争议
我国实际 3-10天
? 长期天气过程,1月以上 月、季、年预报
我国实际月均预报
?（超常期预报或气候预报,1年以上）
第二节 历史回顾
1、长期天气预报历史回顾,
（ 1） 1873年 在维也纳召开了 第一次国际气象会议,天气观测网、
情报交换、促进气象事业发展的机构等方面开始国际合作；
（ 2）四大学派,
? Walker 学派, 1883年 T,D,Bort 提出了 大气活动中心 的概念，
指出大范围天气异常和周期与大气活动中心的位置和强度异常有
关。 1924－ 1937年,Walker 提出 三大涛动 概念：北大西洋涛动
（ NAO）,北太平洋涛动（ NPO）,南方涛动（ SO）。 至今仍
有重要意义（比如 SO— ENSO ）；
? 1912年,穆尔坦诺夫斯基学派,以追踪冷空气路径开始制作长期
预报；贡献是第一次用 天气学方法做长期天气预报 。第一次提出
了长期天气预报的阶段性和周期性；
? 1935年,王根盖姆学派,以大气环流季节转换规律制作长期预报。
贡献是 为大型环流长期预报方法奠定了基础 ；
? 1936年,鲍尔学派,用回归方程和复相关系数制作长期预报。贡
献是提出了 统计学和天气方法相结合作天气预报的方法 ；
第二节 历史回顾
（ 3）纳米阿斯：认为长期天气预报的对象应该是月平均
温度和月总降水量，而这两个要素取决于月平均环流，
因此应该 先做平均环流预报 。
（ 4）其它重要发展,
? 20世纪 50年代,Phillips用大气环流进行 数值实验 并制
作长期预报。
? 20世纪 70年代，马尔丘克采用 海气耦合 方案作长期预报。
? 近些年来又有一些重要进展，比如指出了欧亚大陆积雪、
青藏高原积雪的影响，北极地区、高纬度积雪和极冰的
影响，南极大陆的冰盖作用，海气相互作用（ ENSO、
黑潮 SST）。
2、中期天气预报回顾,
最主要进展是 中期数值天气预报 的成功。
? 主要是 70年代后得到大力发展。目前水平最高的
是 ECMWF,其次是日本。
? 中期数值天气预报 对于 1星期左右的大气环流形
势的预报是比较可靠的, 但对于物理量 （ 气温,
降水 ） 的预报就比较差, 因此中期天气预报工作
一个很重要的内容就是中期数值预报产品的 释,
用 。
第三节 我国中长期天气预报的发展
1、我国长期天气预报的发展：（ 我国长期预报的水平还可以，主
要是全球都差 ）
（ 1） 我国最早进行长期预报研究的是 涂长望,根据沃克理论和方
法研究了我国冷暖旱涝与世界各地的关系，并建立了回归方程；
（ 2） 建国后,杨鉴初 研究出一种运用气象要素历史演变的规律制
作一年以上的长期预报的方法；（周期）
（ 3） 50年代中期以来对国际上几大学派的理论和方法给予了较多
的注意，并开始结合东亚天气气候特点和我国实际情况做长期天
气预报。 自 1958年以后中央气象台每年 10~11月组织第二年度预
报，自 60年代初每年 3月就组织当年的汛期（ 6-9月）天气预报汇
商。 1973年以来每年 4月组织进行长江流域预报；
（ 4） 80年代以来，得到大力发展：加强对 大气环流异常的三维结
构和低频变化的研究 。 副高 与我国雨带的关系研究。 极涡 与我国
低温冷害的关系研究。 ENSO与我的长期天气的关系研究。
（ 5）长期数值天气预报方面也取得了很大的进展。 物理过程越来
越全面、合理 。
2、我国中期天气预报的发展,
? 我国中期天气预报业务是在 50年代初开始的，主要依据 天
气分析并结合预报员的经验, 50年代中期试用了苏联的帕
加瓦中期预报方法和美国的一些方法，但效果不好。 1958
年在兰州召开了第一次中期预报经验交流会,1960年中央
气象局推广了四川的汛期中期预报方法；这些对我国中期
天气预报有重要的意义；
? 1991年 1月开始,中期数值预报业务系统 开始进入业务预报
阶段。
? 现在,一方面以气象部门为主,从本地区的实际需要出发，
着重于灾害性和关键性天气的中期预报。 另一方面以科学
院和院校为主,利用近代数学和力学的理论方法并以数值
分析和数值实验为重要手段，结合气象学的问题创立新的
理论和方法，现在我国的中期数值预报已经初具规模。
? 我国中期数值天气预报开展较晚，现在业务部门运行的数
值预报模式是 欧洲中心淘汰的预报模式,预报水平也不高。
购买欧洲中心的预报结果 。
3、中长期天气预报的几个问题
（ 1）长期预报的几个问题
1.一般认为,大气环流 持续异常是造成大范围天气异
常的直接原因。因此持续对大气环流异常状态及其
演变规律进行天气气候学和大气统计学的分析研究，
对提高长期天气预报有效性很有必要；
2.对长期天气变化过程物理原因的研究是长期预报基
础理论研究的重要方面,外源强迫 的研究。
3.目前的 长期预报方法,天气气候学方法，概率统计
学方法,流体力学热力学方法三类（也就是天气学
方法（思想的延伸）、统计学方法和动力学方法） 。
（ 2）中期预报的几个问题
1.机理的研究。
2.完善中期数值预报模式 。
3.大力改进和建立中期预报工具和方法。
4.目前中期天气预报的方法,
?天气学方法（第二章），数值预报方法（第
三章，最主要的方法），统计学方法（第四
章）。
范广洲
课程概况
? 从课程名称可知，本书主要介绍两部分内容，
中期天气预报和长期天气预报。
? 第一章为概述,
? 第二到第四章为中期预报内容，（重点）
? 第五到第八章为长期预报内容，（重点）
? 第九章介绍自动化系统。
? 我们主要学习前八章。
第一章 绪论
一、重要性,
? 国计民生的需要
◆多行业和学科的需要：农业，水利，环保，
经济建设等。
◆频繁发生的自然灾害的预测需求。
? 全球变化（变暖、干旱、洪水、生态环境变化，
第 5次生物大灭绝）。
? 气象人员的骄傲（我们的贡献）、责任（提供
好的预报）、羞愧（预报水平不能令人满意）。
二、历程
? 长期预报的可行吗？
◆ 1976 美国气象学会声明：月以上的逐日预
报无参考价值
◆ 1981英国停止 1963年 -1981年的长期天气预
报发布
◆ 1980s年代受气候异常影响，中长期预报复
苏,1986-1991WMO召开 5次国际研讨会
制定国际研究与合作计划
近 40个国家发布预报
大量的分析和预报方法的研究
第一节 长中短期天气预报的区别
1.什么是长、中、短期天气预报？
1955年，冯,纽曼在美国普林斯顿召开的第一次气候模拟大会上
关于这个问题有一个著名的论述,他认为预报可以按照
时间尺度很方便的分为 3类，第 1类预报对象的运
动只取决于初始条件（简单说明）；第 2类运动
则相反，其变化完全不依赖于初始条件，而只依
赖于外部强迫（简单说明）；第 3类运动不但依
赖于初始条件还依赖于外部强迫。这 3类预报问
题分别就是短期天气预报、长期天气预报（气候
预报，这里一般指短期气候预报。
1.什么是长、中、短期天气预报？
定义,
1,短期天气过程仅和初始条件有关，预报短期天气过
程的天气预报，就称为短期天气预报。
2,中期天气过程和初始条件、外力强迫均有关，预报
中期天气过程的天气预报，就称为中期天气预报。
3,长期天气过程仅和外力强迫有关，预报长期天气过
程的天气预报，就称为长期天气预报。
（根据上述论述认为，短期预报最简单，长期预报也相
对较简单，最难得是中期预报）
（现在的研究和预报实践发现，长期预报最难）
2,时间尺度
? 短期天气过程, <72小时 较公认，可外推
我国实际 0-3天
? 中期天气过程,3天以上 — 2-3周 上限有争议
我国实际 3-10天
? 长期天气过程,1月以上 月、季、年预报
我国实际月均预报
?（超常期预报或气候预报,1年以上）
第二节 历史回顾
1、长期天气预报历史回顾,
（ 1） 1873年 在维也纳召开了 第一次国际气象会议,天气观测网、
情报交换、促进气象事业发展的机构等方面开始国际合作；
（ 2）四大学派,
? Walker 学派, 1883年 T,D,Bort 提出了 大气活动中心 的概念，
指出大范围天气异常和周期与大气活动中心的位置和强度异常有
关。 1924－ 1937年,Walker 提出 三大涛动 概念：北大西洋涛动
（ NAO）,北太平洋涛动（ NPO）,南方涛动（ SO）。 至今仍
有重要意义（比如 SO— ENSO ）；
? 1912年,穆尔坦诺夫斯基学派,以追踪冷空气路径开始制作长期
预报；贡献是第一次用 天气学方法做长期天气预报 。第一次提出
了长期天气预报的阶段性和周期性；
? 1935年,王根盖姆学派,以大气环流季节转换规律制作长期预报。
贡献是 为大型环流长期预报方法奠定了基础 ；
? 1936年,鲍尔学派,用回归方程和复相关系数制作长期预报。贡
献是提出了 统计学和天气方法相结合作天气预报的方法 ；
第二节 历史回顾
（ 3）纳米阿斯：认为长期天气预报的对象应该是月平均
温度和月总降水量，而这两个要素取决于月平均环流，
因此应该 先做平均环流预报 。
（ 4）其它重要发展,
? 20世纪 50年代,Phillips用大气环流进行 数值实验 并制
作长期预报。
? 20世纪 70年代，马尔丘克采用 海气耦合 方案作长期预报。
? 近些年来又有一些重要进展，比如指出了欧亚大陆积雪、
青藏高原积雪的影响，北极地区、高纬度积雪和极冰的
影响，南极大陆的冰盖作用，海气相互作用（ ENSO、
黑潮 SST）。
2、中期天气预报回顾,
最主要进展是 中期数值天气预报 的成功。
? 主要是 70年代后得到大力发展。目前水平最高的
是 ECMWF,其次是日本。
? 中期数值天气预报 对于 1星期左右的大气环流形
势的预报是比较可靠的, 但对于物理量 （ 气温,
降水 ） 的预报就比较差, 因此中期天气预报工作
一个很重要的内容就是中期数值预报产品的 释,
用 。
第三节 我国中长期天气预报的发展
1、我国长期天气预报的发展：（ 我国长期预报的水平还可以，主
要是全球都差 ）
（ 1） 我国最早进行长期预报研究的是 涂长望,根据沃克理论和方
法研究了我国冷暖旱涝与世界各地的关系，并建立了回归方程；
（ 2） 建国后,杨鉴初 研究出一种运用气象要素历史演变的规律制
作一年以上的长期预报的方法；（周期）
（ 3） 50年代中期以来对国际上几大学派的理论和方法给予了较多
的注意，并开始结合东亚天气气候特点和我国实际情况做长期天
气预报。 自 1958年以后中央气象台每年 10~11月组织第二年度预
报，自 60年代初每年 3月就组织当年的汛期（ 6-9月）天气预报汇
商。 1973年以来每年 4月组织进行长江流域预报；
（ 4） 80年代以来，得到大力发展：加强对 大气环流异常的三维结
构和低频变化的研究 。 副高 与我国雨带的关系研究。 极涡 与我国
低温冷害的关系研究。 ENSO与我的长期天气的关系研究。
（ 5）长期数值天气预报方面也取得了很大的进展。 物理过程越来
越全面、合理 。
2、我国中期天气预报的发展,
? 我国中期天气预报业务是在 50年代初开始的，主要依据 天
气分析并结合预报员的经验, 50年代中期试用了苏联的帕
加瓦中期预报方法和美国的一些方法，但效果不好。 1958
年在兰州召开了第一次中期预报经验交流会,1960年中央
气象局推广了四川的汛期中期预报方法；这些对我国中期
天气预报有重要的意义；
? 1991年 1月开始,中期数值预报业务系统 开始进入业务预报
阶段。
? 现在,一方面以气象部门为主,从本地区的实际需要出发，
着重于灾害性和关键性天气的中期预报。 另一方面以科学
院和院校为主,利用近代数学和力学的理论方法并以数值
分析和数值实验为重要手段，结合气象学的问题创立新的
理论和方法，现在我国的中期数值预报已经初具规模。
? 我国中期数值天气预报开展较晚，现在业务部门运行的数
值预报模式是 欧洲中心淘汰的预报模式,预报水平也不高。
购买欧洲中心的预报结果 。
3、中长期天气预报的几个问题
（ 1）长期预报的几个问题
1.一般认为,大气环流 持续异常是造成大范围天气异
常的直接原因。因此持续对大气环流异常状态及其
演变规律进行天气气候学和大气统计学的分析研究，
对提高长期天气预报有效性很有必要；
2.对长期天气变化过程物理原因的研究是长期预报基
础理论研究的重要方面,外源强迫 的研究。
3.目前的 长期预报方法,天气气候学方法，概率统计
学方法,流体力学热力学方法三类（也就是天气学
方法（思想的延伸）、统计学方法和动力学方法） 。
（ 2）中期预报的几个问题
1.机理的研究。
2.完善中期数值预报模式 。
3.大力改进和建立中期预报工具和方法。
4.目前中期天气预报的方法,
?天气学方法（第二章），数值预报方法（第
三章，最主要的方法），统计学方法（第四
章）。
