各省、自治區、直轄市氣象局,各直屬單位,各內設機構:
現將《環境氣象業務發展指導意見》印發給你們,請遵照組織實施。
中國氣象局
2013年4月26日
環境氣象業務發展指導意見
中國氣象局
2013年4月
環境氣象業務發展指導意見
引言
依據《中華人民共和國氣象法釋義》環境氣象預報的定義,城市環境氣象預報主要包括:空氣汙染氣象條件預報、空氣清潔度預報、紫外線強度預報、人體舒適度預報、醫療健康氣象預報、花粉濃度預報等。綜合考慮氣象部門已形成的現代氣象業務體系,現階段環境氣象業務定位是關注與人民健康直接相關、與人類活動密切聯繫的大氣環境質量問題,本指導意見中環境氣象業務主要包括:(1)大氣環境和大氣成分監測預報預警:與大氣環境和大氣成分關係密切的氣溶膠質量濃度、氣溶膠特性和化學成分、反應性氣體、酸雨、溫室氣體觀測以及霾、沙塵、空氣汙染氣象條件、空氣品質、光化學煙霧等預報預警。(2)健康環境氣象預報服務:與人體健康和醫療關係密切的紫外線強度、花粉濃度、空氣負氧離子、人體舒適度、疾病的發生和流行等的監測和氣象指數預報服務。(3)突發環境氣象應急預警:核洩漏及有毒有害氣體擴散等應急預警。
為指導我國現代環境氣象業務的科學發展,根據《國務院關於加快氣象事業發展的若干意見》(國發〔2006〕3 號)、《關於進一步加強氣象災害防禦工作的意見》(國辦發〔2007〕49 號)和《中國氣象局關於發展現代氣象業務的意見》(氣發〔2007〕477 號)的要求,借鑑國外環境氣象業務和服務發展思路,結合我國環境氣象業務現狀和發展趨勢,並與已經下發的《綜合氣象觀測系統發展指導意見》(氣發〔2009〕175號)和《現代天氣業務發展指導意見》(氣發〔2010〕1號)相銜接,特制定本指導意見。
一、需求與現狀分析
(一)需求分析
生態文明建設和公眾健康對環境氣象提出了更高要求。隨著人們生活水平不斷提高,群眾對健康環境的需求越來越迫切。而伴隨我國工業化、城鎮化的快速發展,霧霾天氣頻發、大氣環境汙染、突發有毒有害氣體洩漏、極端高溫風寒等環境氣象問題凸顯,公眾對保護環境、保障健康的願望越來越強烈。黨的十八大提出建設美麗中國,把生態文明建設納入中國特色社會主義事業「五位一體」的總體布局,對不斷優化和改善人類生活環境提出了更高要求。
國際環境外交談判對環境氣象的科技支撐提出了迫切需求。人類活動排放的各類大氣成分導致的氣候變化,是國際環境外交的重要議題,也是目前全球最重大的環境問題之一。作為氣溶膠、溫室氣體等大氣成分的排放大國,我國正面臨著巨大的環境外交壓力,面臨著為維護國家權益而提供科學成果和權威數據的嚴峻挑戰。
面對新的需求和新的課題,統籌國際國內兩個大局,為轉變經濟發展方式和環境外交服務,要求氣象部門抓住機遇、迎接挑戰,積極開拓環境氣象服務領域,要求加強環境氣象工作,特別是霾(氣溶膠)和空氣品質監測預報預警服務,分析形成的氣象條件,以及大氣汙染物濃度、組成特點、來源和輸送路徑,評估霾和光化學煙霧對人體健康的危害,研究預防霾和光化學煙霧的有效手段,為政府區域聯動提供決策依據。開展突發核輻射、有毒有害氣體洩漏的大氣擴散氣象應急和人類健康氣象等環境氣象業務,更好地發揮氣象部門為生態文明建設和應對氣候變化提供保障支撐的作用。
(二)發展現狀
近年來,借鑑國外先進經驗,我國一些大中城市積極開展了多種形式的環境氣象服務,環境氣象業務不斷發展,已經形成了一定的業務規模,社會經濟效益明顯。為氣象部門在國家生態文明建設中進一步發揮作用奠定了良好的基礎。
環境氣象觀測初具基礎。根據國家和地方的服務與科技創新對觀測的不同需求,氣象部門已建有92個PM2.5,74個PM1,120個PM10質量濃度觀測站,覆蓋所有直轄市、省會城市在內的63個城市;建有357個酸雨觀測站、29個沙塵暴觀測站以及1個全球大氣本底基準站、6個區域大氣本底站和60多個大氣成分觀測站,可進行二氧化碳、臭氧總量、大氣氣溶膠、反應性氣體等大氣成分觀測。風雲系列氣象衛星可遙感監測霧、霾天氣空間分布和發生發展。必要時還利用環境氣象移動監測車進行了霧、霾天氣應急加密觀測。各級氣象部門利用這些設備和技術方法對霧、霾和大氣成分進行了實時的監測分析。不少地方還根據當地服務需要還建立了大氣負離子、花粉、紫外線強度等觀測點。
環境氣象預報服務逐步開展。目前,全國31個省(區、市)氣象部門均不同程度地開展了環境氣象業務,其中以霾預報、沙塵暴預報、空氣汙染氣象條件和空氣品質預報、酸雨監測、生活指數、高溫中暑預警、紫外線預報最為普遍,也有部分省(市)開展了醫療氣象和健康氣象預報等。國家級業務單位在霾、沙塵暴預報預警,空氣品質預報,生活指數,大氣成分監測評估、突發環境事件應急響應以及環境氣象影響評估等方面均開展了相應的預報服務工作。
環境氣象科技支撐不斷增強。近年來,中國氣象局開發了化學天氣預報平臺(CUACE),並在此基礎上建立了沙塵暴和霾數值預報系統;建立了城市大氣汙染數值預報系統(CAPPS),將大氣平流擴散箱模式由原來的單城市模式升級為區域空氣品質預報模式,實現了區域大氣汙染濃度分布的預報,預報系統在各省市得到普遍應用;部分省(市),通過引進CMAQ、WRF-Chem等區域大氣化學模式,本地化改進後建立了化學天氣數值預報系統,為區域和城市空氣品質、能見度、霾的預報預警提供了重要技術手段和科技支撐;部分省(市)開展了區域光化學汙染特徵、大氣氣溶膠光學厚度以及區域性霾發生頻率變化趨勢分析、紫外線預報、人體舒適度指數、健康氣象等研究。
環境氣象業務管理和標準規範持續加強。近年來,氣象部門相繼發布了一系列環境氣象政策文件及相關標準、規範,形成了基本的業務管理基礎。目前,已印發相關規章和文件近40餘項;組織編制大氣成分方面相關標準18項;發布實施霧和霾的相關標準6項。
(三)存在問題
在環境氣象業務服務發展的同時還存在許多不足,主要表現在觀測基礎不強、業務集約不夠、服務水平不高、地區發展不平衡、科技支撐不足、規劃管理不系統等方面。
環境氣象觀測站網建設明顯不能滿足業務服務需求。與霾有關的大氣環境氣象觀測站數量明顯不足,而與光化學煙霧汙染有關的環境氣象(O3等反應性氣體)觀測站更加匱乏。還未形成有效的部門之間空氣品質觀測資料共享機制,制約預報效果檢驗與預報水平的提高,與預報服務需求差距較大;沒有建立常規的霾、反應性氣體監測業務;觀測技術研發的基礎支撐能力薄弱;觀測儀器設備多從發達國家進口,國產化程度低;環境氣象儀器設備保障人員匱乏,維護保障業務化運行難度大;觀測布局和觀測項目、業務技術流程、儀器設備等的標準化和規範化有待加強。
環境氣象業務服務能力建設滯後。國家和省級均缺乏專門機構和專職人員,環境氣象業務總體較「散」,承擔單位職責不清,發展不夠集約;環境氣象預報尚未納入氣象基本業務,服務還未形成常態機制,社會效益和認可度還不高;國家級對下指導不足,僅有少量的霾(能見度)、紫外線指數指導預報產品和部分衛星遙感監測圖像產品(如氣溶膠光學厚度AOD),缺乏對國家級的指導產品的檢驗和應用效果評估。
環境氣象科技支撐不足。環境氣象觀測新技術開發、系統集成優化、觀測質量控制、數據質量評估方法、技術保障方法等研究仍顯薄弱;對靜穩天氣、重汙染、霾的形成機理認識仍比較欠缺,不夠系統和深入;大氣化學模式與數值天氣模式的融合發展還需加強,對相關物理化學過程以及機制機理認識還有待深入,大氣成分監測資料的同化技術業務模式中的應用明顯滯後,汙染源排放信息基礎數據和動態更新技術比較薄弱;霾、大氣汙染等關鍵預報技術研究成果較少,區域汙染輸送和汙染調控氣象條件研究尚缺乏系統性研究;環境氣象科技成果轉化機制不完善、不健全,科研與業務互動結合、相輔相成的局面尚未形成。
業務管理能力與環境氣象的快速發展不相適應。環境氣象業務發展整體設計和分步實施計劃不完整、不明確,國家、省、市各層級業務職能分工不清晰,環境氣象業務未全面納入常態化業務考核管理;環境氣象業務各環節業務流程、產品統一規範和標準都亟待完善;環境氣象業務專職人員設置不夠,崗位培訓機制缺乏。
二、指導思想與發展目標
(一)指導思想
以科學發展觀為指導,認真貫徹落實黨的十八大報告關於大力推進生態文明建設的要求,深刻認識和把握氣象保障全面建成小康社會內涵和要求,探索建立集約化、專業化、規範化的環境氣象業務體系。堅持以服務需求為牽引,統籌集約資源,依靠科技重點突破,加快預報預警能力建設,完善業務體制;加強人才培養,建設環境氣象業務隊伍,促進環境氣象業務科學發展。
(二)發展目標
1. 總體目標
到2015年,初步建成功能比較完備、布局比較合理、技術比較先進,具有國家、省(區域)、地(市)、縣(市)布局並融入現代氣象業務體系的環境氣象業務體系;建立觀測、預報、預警、評估服務於一體的集約化、規範化環境氣象業務流程;基本實現全國縣(市)級以上城市開展符合當地特點的環境氣象業務。
2. 分項目標
(1)建成覆蓋全國、重點地區加密的環境氣象觀測站網。在全國地(市)級以上城市及長三角、珠三角和京津冀等重點地區縣城所在地布設氣溶膠質量濃度觀測站,在全國地級以上城市布設反應性氣體觀測站,大城市和重點地區加密觀測站點,補充建設酸雨和溫室氣體觀測站點。國家級氣象臺站全部實現能見度自動觀測。
(2)進一步提高環境氣象預報預警精細化水平和準確率,建立規範化的預報預警流程。全國縣(市)級以上城市開展霾、沙塵和重汙染氣象條件的預報預警,預警時效提前3-6小時以上,預報準確率在2012年基礎上提高5%。全國地(市)級以上城市開展空氣品質分指數(IAQI)和空氣品質指數(AQI)預報,全國縣(市)級城市視條件逐步開展空氣品質分指數(IAQI)和空氣品質指數(AQI)預報。全國副省級以上城市開展光化學煙霧預報,並具備開展健康環境氣象指數預報能力。
(3)建成專業化的環境氣象服務體系。強化環境氣象決策、公眾、專業服務能力建設,落實國家和省兩級有關單位的環境氣象業務服務職責,完善和改進氣象服務產品種類、製作方法、發布對象和發布渠道,環境氣象服務的針對性、及時率、有效性及現代化水平顯著提高。
三、主要任務
(一)環境氣象觀測系統建設
1. 觀測站網
根據環境氣象預報服務需要,依託現有地面氣象觀測站,補充環境氣象觀測能力建設,重點觀測國家《環境空氣品質標準》明確的6個環境汙染物基本項目。
氣溶膠質量濃度(PM1、PM2.5、PM10)觀測。依託現有地面氣象觀測站,在地級以上城市和重點地區縣城所在地,布設氣溶膠質量濃度觀測系統。其中,大城市主城區可加密布設觀測點。
氣溶膠特性和化學成分觀測。依託現有地面氣象觀測站,在省會和副省級城市布設溶膠光學特性、吸收特性和散射特性觀測系統。在京津冀、長三角和珠三角等重點地區省會城市布設氣溶膠化學成分觀測系統和氣溶膠雷射雷達。
反應性氣體觀測。依託現有地面氣象觀測站,在地級以上城市布設地面臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOX)觀測系統。省會和副省級城市增加氨(NH3)和揮發性有機物(VOCs)觀測系統。
酸雨觀測。在站點密度不足的內蒙、四川、湖南、廣東、福建、廣西和雲南等省區,增設40-50個酸雨觀測點。各省選擇1個代表性的酸雨觀測站增加降水化學成分的觀測功能。
溫室氣體觀測。在完善現有7個大氣本底觀測站功能的基礎上,在尚未覆蓋的代表性區域新建7個溫室氣體本底觀測站,觀測大氣中主要溫室氣體二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)等時空分布及其變化。
健康環境氣象觀測。地(市)級以上城市開展紫外線強度、花粉濃度和空氣負離子濃度的觀測。視條件在旅遊風景區、區域背景生態區、敏感社區開展紫外線強度、花粉濃度和空氣負離子濃度的觀測。
能見度和大氣層結穩定度觀測。在所有國家級地面氣象觀測站布設能見度儀,在省會城市布設微波輻射計和邊界層氣象鐵塔,開展近地層基本氣象風溫垂直廓線和邊界層特性觀測。環境氣象移動應急觀測系統。在京津冀、長三角和珠三角等重點地區省會城市布設環境氣象移動應急觀測系統,開展核洩漏、有毒(害)有害氣體擴散等應急觀測。
2. 環境氣象觀測資料傳輸、質量控制和技術保障
(1)環境氣象觀測資料的傳輸。全國環境氣象觀測資料及觀測臺站元數據信息從觀測站點經省級國內氣象通信系統,統一匯集到國家級通信系統,進入國家氣象信息中心環境數據存儲管理系統,再經質量控制後,提供給國家級和省級業務科研單位使用。根據地市、縣的需求,省(區、市)氣象信息中心將有關環境氣象觀測資料推送至地市、縣。地市、縣兩級用於環境氣象服務所需要的環境氣象觀測資料和產品由省(區、市)氣象局確定。
(2)環境氣象觀測資料的質量控制。制定環境氣象觀測資料分級質量控制的要求和規範,研發環境氣象觀測資料自動質量控制和分級質量控制技術。建立以國家級、省級為主的環境氣象數據質量控制業務。現階段中國氣象局氣象探測中心統一負責氣溶膠、反應性氣體、溫室氣體、酸雨等觀測資料的質量控制,省級負責能見度、氣象要素、紫外輻射、大氣負離子等觀測資料的質量控制。條件成熟後,省級負責相關環境氣象觀測資料的質量控制。
(3)環境氣象觀測系統的技術保障。建立以國家級為主、部門保障和社會化保障相結合的環境氣象觀測技術保障體制,統一組織開展全國環境氣象儀器設備維修保障,省以下負責儀器設備維護和巡檢。建立國家級維修測試平臺、國家和省兩級環境氣象觀測設備的備件庫及其運轉機制,保障環境氣象觀測系統正常運行。
(4)環境氣象觀測運行監控和標校。國家級和省級全網運行監控系統增加環境氣象觀測站網的運行監控功能。建立以國家級為主的環境氣象觀測儀器設備標校系統、標準氣體比對標校和傳遞系統。在北京、上海、廣州、瀋陽等部分區域中心建立氣溶膠質量濃度等標校比對系統和反應性氣體標準傳遞系統。
(二)環境氣象監測預報預警
1. 大氣環境氣象監測分析
利用現代化大氣科學和信息處理技術,針對霾、沙塵、空氣品質、溫室氣體等不同特徵,通過地面氣象觀測、大氣成分觀測、衛星遙感觀測等多元觀測融合技術建立大氣環境氣象監測分析業務。
(1)霾、沙塵監測和傳輸路徑分析
利用常規及加密氣象觀測資料(要素包括溼度、風向、風速、降水、雲、能見度、天氣現象等)和空氣品質觀測資料(氣溶膠(PM10、PM2.5、PM1等)、反應性氣體(O3、SO2、CO、NO/NO2/NOX等)、衛星遙感產品等對霾、反應性氣體、沙塵等進行綜合分析,包括影響範圍、主要成分含量和質量濃度、持續時間、變化及傳輸路徑等。
針對我國幾大城市群,採用氣象條件分析方法、汙染源對象擴散模型、汙染區域受體模型相結合的方法解析空氣汙染物來源;在各地區汙染排放清單的基礎上利用大氣擴散軌跡統計分析、敏感性數值試驗等方法來考察汙染物的傳輸途徑。利用汙染區域受體模型對不同地區汙染物的化學組分進行解析,分析不同地區的汙染源對本地區的貢獻。
(2)衛星遙感監測分析
利用全球衛星遙感監測分析霾、沙塵暴等。監測與大氣環境汙染關係密切的主要大氣成分,包括:氣溶膠(可見光氣溶膠光學厚度與紫外吸收性氣溶膠指數)、反應性氣體(O3、NOx、SO2、CO),溫室氣體(CO2、CH4)等,開展相關大氣成分時空分布特徵以及變化及傳輸路徑等研究。
國家級對霾、沙塵暴監測;分析霾、沙塵暴傳輸路徑、過程及重點區域的沙塵暴降塵量和霾的成分含量,並編制《霾天氣過程紀要表》和《沙塵天氣過程紀要表》。
省(區、市)級根據本地的觀測資料細化霾、沙塵暴監測,發布實時監測產品。
2. 大氣環境氣象預報預警
(1)霾預報預警
建立霾、能見度數值預報技術和解釋應用方法,綜合應用多種觀測資料、衛星遙感產品和客觀預報產品,結合天氣形勢、靜穩條件、能見度、相對溼度、大氣成分以及空氣品質等監測和預報信息,製作霾預報預警產品。給出霾的發生時間、持續時間、強度等級和分布區域,建立霾預報預警業務,實現霾分等級預報,提高霾預報精細化程度和準確率,預報時效達到72小時。
國家級負責製作發布全國霾潛勢預報和客觀預報指導產品,給出未來三天能見度預報和霾等級落區預報指導產品,適時發布預報和預警信息。
區域級負責開展區域汙染物輸送和汙染調控氣象條件分析預報;提供區域霾、能見度數值預報客觀預報指導產品,預報時效達到72小時,為區域霾事件的聯動和預報預警提供技術支持和依據。
省級業務單位負責根據國家級和區域提供的霾客觀預報指導產品,綜合分析氣象和汙染條件,發布能見度、霾等級預報和預警產品,預報時效達到72小時;並負責製作全省地、縣(市)霾、能見度等級預報指導產品。
地、縣(市)氣象部門根據省級指導產品,結合本地觀測資料,製作本地霾、能見度等級預報產品,預報時效為48小時;根據需要,發布預警產品。
(2)沙塵預報預警
改進和完善沙塵數值預報業務系統,綜合分析天氣形勢和沙塵暴形成條件,結合沙塵數值模式預報產品、衛星遙感監測產品、能見度、氣溶膠濃度PM10監測實況和預報,給出沙塵天氣發生時間、持續時間、強度等級、分布區域和站點預報,製作沙塵天氣預報產品,預報時效為72小時。必要時根據範圍和強度製作發布沙塵暴預警。
國家級負責運行沙塵暴數值預報模式,製作全國沙塵暴預報指導產品,提供沙塵暴、揚沙、浮塵潛勢預報產品和沙塵濃度、降塵量等數值預報指導產品,給出未來三天可能出現沙塵天氣落區預報產品。
省級業務單位負責製作全省地(市)沙塵天氣預報和預警指導產品;預報時效為72小時,預警時效提前24小時。
地、縣(市)氣象部門負責根據省級指導產品,結合本地觀測資料和地理環境,製作本地沙塵天氣預報產品;根據預警指導產品,製作預報時效為3-6小時的預警產品。
(3)空氣汙染氣象條件預報預警
基於MICAPS平臺,分析高低空天氣形勢配置、天氣過程變化、邊界層結構等大氣擴散條件對空氣汙染的影響。分析容易觸發高汙染天氣的典型形勢場和特徵物理量,分析靜穩天氣(逆溫、小風或靜風、高溼等)出現時間和持續時間,製作72小時內的空氣汙染氣象條件預報。
國家級負責製作全國靜穩天氣(逆溫、小風或靜風等)等不利氣象條件分析預報產品,製作未來三天可能出現靜穩天氣的落區預報產品。
省級業務單位負責製作全省空氣汙染氣象條件預報指導產品,預報時效72小時。
地、縣(市)氣象部門負責根據上級指導產品,製作本地區空氣汙染氣象條件預報預警產品,預報時效48小時。
(4)空氣品質預報預警
建立能夠滿足預報時效的國家級和區域空氣品質(大氣化學)數值預報業務系統,根據空氣品質數值預報產品、統計釋用預報結果,綜合天氣形勢分析和汙染氣象條件分析預報,做出PM2.5、PM10、O3、NO2、SO2、CO等濃度預報產品,依據《環境空氣品質指數(AQI)技術規定》(HJ633-2012)生成各環境要素空氣品質分指數(IAQI值)以及空氣品質指數(AQI)預報,預報時效為72小時,時間解析度24小時內為6小時,24-72小時內為12小時。
國家級負責運行驅動汙染源模式與化學模式的全國空氣品質數值預報模式,製作空氣品質分指數和空氣品質指數預報指導產品,實現與環保部門聯合對全國PM2.5、PM10、O3、NOX、SO2、CO等6類基本環境觀測要素濃度預報服務產品的製作和發布。
區域級負責運行驅動汙染源模式與化學模式的區域空氣品質數值預報模式,製作區域內空氣品質濃度和AQI預報指導產品,包括PM2.5、PM10、O3、NOX、SO2、CO等六個要素的濃度和指數,預報時效為72小時,時間解析度24小時內為3小時,24-72小時內為6小時。
省級業務單位負責根據國家和區域指導產品,結合本地氣象條件和空氣品質監測綜合分析結果,製作全省地(市)城市空氣品質指數(AQI)指導預報產品,預報時效為72小時;製作全省空氣汙染預警指導產品,預警時效提前24小時。視條件和需求對旅遊區、生態區和敏感社區等特定環境以及重大活動保障提供空氣品質預報產品。
地(市)氣象部門根據省級指導產品,結合本地觀測資料,製作本地空氣品質(AQI)預報產品,預報時效48小時;根據空氣品質預警指導產品,製作本地預警產品。
(5)光化學煙霧預報預警
綜合分析天氣形勢和光化學汙染形成的氣象、環境條件,結合大氣化學數值模式預報和統計釋用預報結果,訂正製作光化學汙染氣象條件預報和光化學煙霧(O3、PM2.5、NO2、SO2等濃度)潛勢預報指導產品,給出未來三天可能出現光化學煙霧的落區預報和相應產品。根據光化學汙染氣象條件預報和汙染等級預報,製作光化學煙霧預報預警產品。
國家級負責根據大氣化學數值模式客觀預報結果,負責製作有關光化學煙霧預報產品。
區域級負責製作區域內光化學煙霧汙染數值預報指導產品,包括O3、PM2.5、NO2、SO2等要素濃度預報,預報時效為72小時。開展區域光化學煙霧形成和輸送及汙染調控氣象條件分析預報,為區域光化學煙霧汙染事件的聯動和預報預警提供技術支持和依據。
省級(副省級)業務單位負責根據國家(區域)級指導產品,結合本地環境氣象綜合觀測資料,製作省內重點城市光化學煙霧預報和預警產品,預報時效為24-48小時。
3. 生活指數預報
結合氣象和大氣環境變化對人們生活的影響,開展具有指導市民日常生活和衣食住行的各類指數預報服務,體現氣象部門以人為本的民生氣象服務能力。
各地氣象部門根據本地實際,選擇性開展洗曬、洗車、早晚鍛鍊、潤膚、穿衣、釣魚、空調、日照等生活指數。加強各省對縣級以上各地的生活指數預報指導,縣級以上業務單位負責生活指數產品的製作和發布工作。
各級氣象部門根據各地產品開展手機、網絡、電視等形式,開展公眾服務。
4. 健康氣象預報
加強健康氣象預報服務工作,開發健康氣象預報方法,建立和完善健康氣象預報標準和評價指標,逐步建立國家級和省(市)級健康氣象預報業務和預報業務技術流程。
(1)紫外線、花粉濃度指數預報
國家級業務單位負責紫外線數值預報系統的研發和運行,製作全國紫外線預報指導產品;省級氣象部門在國家級指導預報產品基礎上,建立區域紫外線客觀預報方法,製作省級紫外線預報產品,預報時效為72小時;地(市)、縣氣象部門根據省級指導產品製作本地區紫外線指數預報產品,預報時效為48小時。
各省根據本地氣候狀況和實際需求,開發花粉濃度指數預報產品,並做好產品檢驗和評估工作。預報時效為48小時。
(2)中暑、體感、舒適度指數預報
各省根據當地氣象條件,綜合考慮大氣汙染對人體感覺和健康的影響,建立中暑、體感、舒適度指數預報方法,開展中暑、體感、舒適度指數的預報服務工作。預報時效為48小時。
(3)敏感疾病發作風險等級預報
針對呼吸系統疾病(包括兒童哮喘和慢阻肺(COPD))、感冒、心血管疾病等長發易發且與環境氣象密切相關的疾病,國家和省級開展疾病發病、死亡與環境氣象條件(氣象要素、大氣成分、空氣品質等)的關係研究,逐步建立環境氣象與疾病發病資料庫,建立敏感疾病的環境氣象條件風險預估模型和疾病發作風險等級預報,形成疾病發作風險預報的業務規範和標準,結合氣象條件和空氣品質預報製作敏感疾病風險預報預警服務產品。預報時效為48小時。
(4)黴變、細菌性食物中毒風險預報
根據溫度、溼度變化對食物黴變的影響,建立黴變指數和細菌性食物中毒風險等級預報方法。各省根據實際情況,開展黴變、細菌性食物中毒風險預報。預報時效為48小時。
5. 突發環境氣象應急預報預警
(1)核洩漏應急氣象預報預警
發展國家級核應急氣象保障信息處理系統,實現對核放射性汙染源排放評估數據、核事故現場固定和移動氣象監測數據、現場地理和人文環境等信息的快速收集、質量控制、分析處理以及檢索顯示功能,為模式運行和評估分析提供資料。完善核應急固定源和移動源專用氣象資料庫。完善核應急氣象預警預報業務,完善精細化氣象分析預報系統,建立核應急氣象要素(如風場、溫度場、降水等)多時空尺度分析處理與精細化預報評估技術;升級核應急氣象預警預報業務平臺系統。
(2)有毒(害)氣體擴散應急預報預警
建立國家和省級基於快速更新模式氣象場數據的環境應急響應系統,完善城市多尺度數值模式系統,包括大氣邊界層模式和城市小區模式,模擬不同性態有毒(害)氣體洩漏擴散後的毒害劑量,根據毒害效應為決策部門提供危害範圍、等級、時間和可能的傷亡的決策依據。發展基於地理信息系統(GIS)的汙染物擴散三維可視化技術,開發GIS輔助決策系統。
(三)環境氣象影響評估
1.建立環境氣象與健康效應資料庫
收集整理重點城市的霾、沙塵暴、空氣品質(包括PM2.5、PM10、O3、NOX、SO2、CO等六個要素的濃度和指數)、酸雨、高溫、風寒等環境氣象要素監測數據和健康效應數據(死因監測數據,相關疾病的發病或患病數據)以及人口特徵(人口總數、性別、受教育程度等)數據、地理信息數據,並建立相應資料庫。
2.開展環境氣象要素定量評估
對多年環境氣象要素(霾、沙塵、空氣品質、酸雨、熱浪、低溫、靜穩天氣條件等)的時空分布特徵和大氣成分(主要包括PM2.5、PM10、O3、NOX、SO2、CO以及溫室氣體)濃度變化進行分析,建立環境氣象因子綜合評估模型,確定環境氣象要素的強度、影響範圍和持續時間等以及綜合評估指數等級。建立環境氣象要素定量評估指標體系,對環境氣象要素進行監測,並基於評估指標針對環境氣象事件發生過程進行定量評價。調查和更新大氣排放源清單,建立大氣環境容量分析評估方法,建立大氣環境容量承載力(或閾值)指標和汙染調控預警氣象條件指標,開展大氣環境容量評價,給出不同氣象條件下環境各主要汙染物的減排方案建議。
3. 建立環境氣象因子對健康影響定量評估模型
從環境氣象條件對人體的致病機理分析入手,統計分析環境氣象因子(霾、沙塵、空氣品質、酸雨、熱浪、低溫等),以及大氣主要成分(PM2.5、PM10、O3、NOX、SO2、CO等)與健康效應之間的關係,確定對環境氣象因子敏感的人群及可能產生的疾病;建立環境氣象因子對人體健康(敏感疾病或人群)影響評估模型,確定環境氣象因子對人體健康影響評估的等級和指標。
4. 開展環境氣象對人體健康影響評估業務
基於基本資料庫、評價指標體系及等級指標、評估模型等,研製環境氣象條件對人體健康影響評估業務系統,實現環境氣象對健康效應發生的範圍、強度、持續時間、綜合影響等做出客觀定量評價,提供及時客觀的健康影響評價產品及環境氣象健康風險預警產品。開展環境氣象因子及各大氣成分(PM2.5、PM10、O3、NOX、SO2、CO等)濃度對區域人體健康影響定量評估業務,針對特殊環境氣象事件,為決策部門提供及時客觀的健康影響評價服務產品。
國家級負責環境氣象要素及影響評估,開展大氣成分濃度變化分析,及對人體健康影響的評估。開展大氣環境容量評價,為政府大區域聯防聯動提供決策減排方案建議。
省級負責本省環境氣象要素及影響評估,開展大氣成分濃度變化分析,及對人體健康影響的評估。為本區域聯防聯動提供決策減排方案建議。
(四)環境氣象服務
1. 決策服務
(1)強化面向政府部門的決策服務
服務內容:基於各類大氣環境監測、預報預警以及環境氣象影響評估技術和模型,面向各級黨委、政府以及相關部門決策層,建立和完善環境氣象(PM10、PM2.5、O3、SO2、CO、NO/NO2/NOX等質量濃度)、酸雨監測、預報預警和決策服務產品,提高決策服務產品的科技內涵;研發和改進霾、光化學煙霧汙染等及傳輸路徑和來源分析決策服務產品,提高霾、沙塵、光化學煙霧的監測、預報預警以及對人體健康的影響評估決策服務產品質量;建立主要疾病發生和流行的監測預報、健康風險預警、影響評估決策服務業務。
服務手段:在決策氣象服務平臺中增加環境氣象決策服務產品;建立環境氣象決策服務產品至決策部門和決策層的電話傳真、手機簡訊、網絡等專門發送渠道,提高環境氣象決策服務水平和能力。
(2)加強核及其它有毒有害氣體洩漏應急保障服務
服務內容:加強國家、省、市、縣四級大氣環境突發事件的應急保障服務能力,發展有毒有害氣體擴散應急服務業務,完善和改進核洩露氣象條件監測預警、影響評估服務產品。開發包含汙染物擴散範圍、等級、要素分布和可能影響以及對策建議等內容的應急保障服務產品。
服務手段:依託國家突發公共事件預警信息發布系統建設,建立環境氣象應急響應平臺,將應急服務產品迅速傳送給政府相關部門。制訂核應急氣象服務規範和標準,聯合相關政府部門制定核洩漏事件應急預案。
2. 公眾服務
服務內容:
環境氣象監測服務。以環境氣象監測實況為基礎,定時發布相應的實時環境氣象監測信息產品,其中包括全國重點城市及城鎮霾、PM2.5和PM10濃度、酸雨、花粉濃度、大氣負離子和紫外輻射等主要環境監測信息加工服務產品。
環境氣象預報預警服務。建立國家級、省級環境空氣品質預報預警服務產品發布系統和平臺。與環保部門合作,聯合發布空氣品質、空氣汙染短臨(0-6小時)、短期(3天)預報和預警產品。開展霾、沙塵暴、光化學煙霧等相關環境氣象預報預警發布業務。
健康氣象指數服務。製作全國重點城市及城鎮空氣汙染物擴散氣象條件指數;製作呼吸系統疾病、心血管疾病等發病環境氣象指數、霾持續氣象指數;製作一氧化碳(CO)中毒氣象指數、人體過敏氣象指數、中暑氣象指數、舒適度氣象指數等服務產品。
加強科普宣傳和新聞發布。將環境氣象相關政策法規、標準規範、服務產品等的宣傳作為氣象科普的重要內容統一規劃實施。加強對社會公眾進行霾、沙塵、空氣品質、光化學煙霧、酸雨等相關知識科普,主要包括環境氣象基本原理、科研業務最新進展、監測方法及預報預警發布形式,氣象條件對人體健康影響的原因、表現以及防禦措施,空氣品質指數等各類環境氣象指數介紹等。充分利用「3.23」世界氣象日開放活動、氣象科普進校園、國家氣象體驗之旅、氣象夏令營等氣象科普活動,加強對社會公眾環境氣象知識的科普宣傳,提升公眾防禦意識和應對能力。完善氣象事件新聞發布制度,建立重大環境氣象事件的專家新聞發布和公眾媒體應對制度。
服務手段:利用手機、網站、廣播、電視、報紙等渠道及時發布公眾環境氣象服務信息。
3. 專業服務
服務內容:面向環境、衛生等相關行業以及大氣環境敏感的專業用戶需求,加強有針對性的環境氣象專業專項服務產品研發,為用戶提供多元化、精細化、適用的環境氣象服務產品。建立面向專業用戶的主要疾病發生流行氣象指數、中暑氣象指數、人體過敏氣象指數、紫外線強度指數等專項服務產品。
服務手段:完善和改進環境專業專項氣象服務產品製作系統,提高綜合集成和加工處理水平;發展環境專項氣象服務產品向專業用戶的網絡、手機等新型高效的發布手段和渠道。
(五)環境氣象業務平臺
1. 數據處理平臺
在數據綜合處理平臺中實現環境氣象觀測數據、遙感資料、數值預報產品的綜合處理,具備數據上傳、顯示查詢、質量控制、存儲分發等功能,滿足環境氣象預報預警和服務的業務需求。國家級平臺應具備數據的收集和下發功能,對省級上傳數據進行監控、分析、質量控制、格式轉換和存儲管理,通過CMACast系統和新一代國內氣象通信系統分發至各級氣象部門,供MICAPS顯示和查詢。省級系統具備本省數據的收集、質量控制、處理和上傳功能,以及接收國家級下發數據功能。兩級系統採用相同的數據格式和通信標準。
2. 環境氣象分析預報平臺
基於MICAPS系統(和插件)構建環境氣象預報分析平臺,具備觀測和數值模式預報結果的顯示、特徵物理量的診斷、影響天氣系統的分析等功能。預報員基於該平臺開展化學天氣圖的繪製和動態分析,如靜穩天氣(逆溫、小風或靜風等)、霾天氣的空間結構和要素配置等,自動生成區域-城市尺度的大氣汙染潛勢(霾、沙塵暴、空氣品質、光化學煙霧等)預報圖。平臺能夠實現氣象數據、環境氣象觀測數據和數值預報產品的綜合顯示,包括平面圖、時間序列、垂直廓線等,為分析本地的大氣擴散能力、光化學潛勢和上遊輸送影響提供依據。
3. 環境氣象產品製作和服務平臺
自動獲取環境氣象預報結果完成環境氣象服務產品的製作,包括沙塵暴、霾、空氣品質(AQI)、生活指數和健康指數等預報產品,經過修訂和審核後實現產品的自動存儲入庫、發布和監控。發送渠道包括網站、微博、電視、報紙、傳真、聲訊電話等。平臺還具備預報產品模板定義、發布對象和渠道定義等功能,以及預報產品的檢驗和評估功能。提供環境氣象預報日誌電子檔案,包括預報結果登記、預報評分、預報經驗總結等。
四、技術支撐
(一)環境氣象觀測資料分析與應用技術
1. 環境氣象觀測質量控制技術
(1)環境氣象觀測技術標準和規範研究
研發建立各類設備的行業許可和同類設備的比對考核技術方法;建立、完善各類設備的臺站標校技術方法和標準量值傳遞體系及相應的技術方法;建立、完善各類設備的多級運行保障、考核的技術規範體系和業務流程;完善觀測數據採集、處理、加工技術方法,建立觀測質量控制和質量保障等方面的技術標準和規範;建立環境氣象觀測數據和預報產品的傳輸和存檔格式規範。
(2) 數據質量控制技術方法研究
完善多級數據質量控制技術方法,構建以國家級和省級為主的多級數據質量控制業務體系,發展以運行監控平臺為主要操作界面的準實時數據質量控制技術和可融合多種質量信息的多級數據質量控制專家系統軟體。
2. 衛星大氣成分遙感監測與數據融合技術
開展我國自主研發的主要汙染氣體(NO2和SO2)和主要溫室氣體(CO2和CH4)等衛星載荷指標優化論證,開展主要汙染氣體、溫室氣體以及氣溶膠(氣溶膠光學厚度等)等衛星資料處理關鍵技術預研,開展多源資料(不同衛星平臺觀測資料、地面觀測資料)融合技術攻關,建立高時空解析度中國區域衛星大氣成分觀測資料庫。改進和提高霾衛星遙感監測識別技術方法和定量監測評估技術。
3. 環境氣象資料在監測預報中的應用技術
開發大氣成分資料、風廓線雷達資料、微波輻射計資料、加密區域自動站資料在霾、沙塵暴、光化學汙染等監測中的應用技術和產品;診斷分析邊界層結構特徵,提取相關物理量特徵值和客觀預報指標,提高霾、沙塵暴、光化學煙霧等發生發展機制的認識,改進霾及沙塵暴客觀預報技術,併集成到監測預報業務系統中。
(二)環境氣象數值模式研究
實現環境氣象模式系統的三個子模式(氣象模式-汙染源模式-化學模式)的協同發展,建立一體化可預報多要素大氣成分的環境氣象數值模式綜合系統,改進資料同化技術,改善模式初值,加強模式系統針對特定汙染事件(霾、光化學煙霧、酸雨等)的解釋應用,建立國家和區域環境氣象數值模式協同發展機制,提高數值模式的精細化預報能力。加強國內外科研合作交流,建立具有自主產權的環境氣象數值模式系統。
1. 空氣品質與霾預報模式研發
開展多模式(CUACE、CMAQ、Wrf-Chem)的檢驗、比較、評估與本地化研發工作,建立以CMA-GRAPES為主WRF為輔的區域天氣模式來驅動汙染源模式與化學模式,與環保等部門合作更新優化汙染源清單。充分利用現有的網絡化觀測與衛星遙感數據進行排放源的反演研究,對現有的排放源清單進行改進,形成全國和分區域的動態排放源處理模式系統。加強空氣品質模式的數值同化技術和方法研究。結合最新的科研結果改進化學模式,不斷改進氣溶膠及氣態化學機理,優化模式並行計算,研發高解析度的精細化空氣品質預報模式系統,為空氣品質預報、霾預報、光化學汙染預報提供核心技術支撐;發展空氣品質預報模式檢驗和評估技術,以及多模式集合預報技術。建立滿足業務預報需求的國家級和區域空氣品質數值模式實時預報業務系統,開發具有6種空氣品質基本要素的濃度預報和AQI指數預報產品。在氣溶膠濃度、氣象要素預報的基礎上,開發建立能見度、霾的數值預報系統,提供霾數值預報產品。利用地面和衛星遙感監測資料,檢驗、評估空氣品質、霾數值模式預報效果,進一步改進空氣品質與霾數值預報模式,不斷提高預報的準確性和精細化程度。
2. 沙塵暴預報模式改進與發展
完善起沙機制中所需的土地利用、土地覆蓋、土壤質地、含水量、積雪等數據信息。加強沙塵暴模式氣象場和氣溶膠觀測的同化技術研究,深入研究沙塵形成、輸送、沉降機制以及沙塵暴影響評估。提高全國和區域沙塵數值預報模式的時空解析度,改進和增加沙塵數值預報產品,提供分檔沙塵濃度和降塵量空間分布以及不同等級沙塵落區的預報產品。利用地面和衛星遙感監測資料,進一步驗證、評估及改進沙塵暴數值預報模式,提高沙塵暴預報的準確性。
3. 核(汙染)洩漏、有毒(害)氣體擴散應急預報模式
發展對於大尺度擴散應急預報模式,完善持續性排放核物質的全球大尺度傳輸和擴散的預報及模擬技術;發展預報未來7-10天核汙染大氣擴散的預報技術。基於集合預報系統,開展基於數值集合預報產品的大氣擴散集合預報模擬技術預研究。發展用於有毒(害)氣體擴散應急預報的中小尺度模式,採用中尺度模式向城市多尺度數值模式嵌套的技術方案,開展城市多尺度數值氣象模式與擴散模式的耦合研究,實現擴散應急預報系統從大尺度到小區尺度的無縫銜接。
(三)環境氣象預報方法技術研究
1. 空氣品質與霾預報技術研究
研究空氣汙染、霾形成機理,建立以數值預報為基礎、結合天氣物理模型和動力統計釋用技術的空氣品質、霾預報預警技術方法。
汙染氣象條件預報方法研究:開展空氣品質、霾、光化學汙染以及重汙染氣象條件預報方法研究,建立不同等級空氣汙染、霾、光化學汙染發生的天氣概念模型和定量預報指標,為空氣汙染、霾、光化學汙染潛勢預報和汙染氣象條件預報提供基礎。
數值預報技術方法與產品檢驗評估:加強空氣品質、霾、光化學汙染數值預報產品的分析和應用;開展PM10、PM2.5等6種汙染物濃度和空氣品質AQI指數、霾數值預報產品的誤差與精度評估技術研究。
動力-統計釋用技術和預報方法研究:加強模式產品的解釋應用,開展汙染物濃度、AQI指數、霾、能見度的動力統計釋用方法研究;研究基於數值預報和氣象條件預報結果的空氣品質濃度預報、指數預報和霾預報等動力統計釋用技術和預報方法,提高城市和區域空氣品質、霾天氣精細化預報技術和水平;檢驗和評估動力統計預報效果,不斷訂正和改進數值預報產品準確性;開展空氣品質、霾多模式集合預報釋用技術研究。
2. 沙塵預報技術研究
開展沙塵形成的物理機制及氣象條件分析研究,建立沙塵形成的氣象條件定量化指標及預報物理模型;改進沙塵預報模型和客觀預報方法,升級沙塵預報預警系統;發展基於集合預報產品和客觀預報方法的沙塵概率預報技術和定量化分級預報技術研究。
3. 主要疾病的發生和流行等健康環境氣象指數預報技術
結合開放環境下的人體對氣象條件反應的試驗調查,開展氣象環境對人體體能影響研究、氣象環境對人體性格形成影響研究、深入裸露皮膚的風寒效應和中暑效應等分析,加強實際天氣條件下的風寒和熱浪健康氣象指數預報技術研究。
開展PM10、PM2.5、O3、CO、NO2、SO2、花粉濃度、酸雨、紫外輻射、大氣負離子等各種大氣成分對人體健康影響的研究;加強流行性疾病、紫外線強度、花粉濃度等與氣象要素之間的內在機理和季節特徵研究;研發健康氣象預報預警技術預報產品。
(四)環境氣象評估方法研究
在調查收集資料的基礎上,依據人類生活對環境氣象條件的敏感性和依從性原理,採用時間序列分析、相關分析、逐步回歸、神經網絡、主成分分析、判別分析等多種數理統計方法和典型案例法,開展大氣環境氣象因子(或空氣品質)與健康效應之間的關係分析、大氣環境氣象因子和大氣成分濃度對健康效應影響的定量評估模型和風險預估模型建立等工作。開展大氣環境容量分析評估方法研究。
(五)霾、沙塵、重汙染、光化學煙霧等高影響環境氣象事件形成機理及聯動機制研究
利用綜合環境氣象要素監測、數值模式等技術方法和手段,加強區域和重點城市霾、沙塵、重汙染、光化學煙霧等高影響天氣形成機理、輸送路徑和影響因素以及影響評估等研究;研究大氣環境容量承載力(閾值)指標和汙染調控預警氣象條件指標,研究建立不同氣象條件下環境各主要汙染物的減排指標;研究各部門間的信息共享和區域聯防聯動氣象決策服務機制。
五、業務布局與業務流程
(一)環境氣象業務布局
1. 國家級
負責建立全國環境氣象監測資料庫和分級數據質量控制系統,實現與省級氣象部門的信息共享;建立國家級環境氣象業務和服務平臺,開展國家級環境氣象監測、預報、預警、評價和影響評估服務業務,製作發布全國環境氣象業務指導產品,並提供對下的技術指導;開展環境氣象預報質量檢驗業務;將全國環境氣象預報會商納入現有業務會商,組織開展重大或突發環境氣象事件的決策應急服務和會商,以及區域聯動氣象預警會商。開展大氣汙染物區域或跨國傳輸的監測分析和影響評估。承擔環境氣象關鍵技術、大氣化學模式、沙塵暴數值預報模式、汙染源排放清單動態更新、全國空氣品質數值模式的研發以及數值預報產品檢驗和訂正業務;牽頭組織環境氣象業務相關技術標準、業務規範的編寫。
中國氣象局公共氣象服務中心為環境氣象業務服務的牽頭單位,其他各直屬單位按照各自的職責分工密切配合做好環境氣象監測、預報、預警和評估等各項工作,及時提供各類環境氣象產品。
具體分工:
中國氣象局公共氣象服務中心:負責環境氣象的公眾服務和專業服務。根據空氣品質預報模式客觀預報結果,並進行檢驗評估,統計訂正製作空氣品質分指數和空氣品質指數預報指導產品,實現與環保部門聯合對全國6類環境要素濃度預報服務產品的製作和發布。根據反應性氣體觀測資料和天氣條件預報對大氣化學數值模式客觀預報結果進行檢驗評估和訂正,製作有關光化學煙霧預報產品。開展生活指數、健康氣象指數監測預報,並製作和發布相關產品。
中國氣象局決策氣象服務中心:負責組織環境氣象的決策服務材料的編制和上報工作。
國家氣象中心:負責霾、沙塵等的監測、預報、預警,空氣汙染氣象條件預報預警等,並對相關數值模式產品檢驗評估;負責突發環境氣象應急預報預警;組織全國和區域聯動會商,負責環境氣象決策服務。
中國氣象局數值預報中心:負責核(汙染)洩漏擴散應急預報模式研發和改進,製作核(汙染)洩漏擴散應急數值預報客觀指導產品;負責空氣品質預報、大氣化學數值和沙塵暴預報等模式的業務運行保障。
國家氣候中心:負責環境氣象要素(霾、沙塵、空氣品質、酸雨、熱浪、低溫、靜穩氣象條件等)長期變化趨勢等分析、評估價及對人類健康長期效應的影響評估等,負責環境氣象要素對氣候變化影響的評估等;負責環境氣象要素氣候影響模式系統的研發等。
國家衛星氣象中心:負責應用衛星資料監測和分析霾、沙塵暴和相關大氣汙染成分濃度等環境氣象要素的輸送和變化,並提供相應的遙感監測產品。
中國氣象局氣象探測中心:負責建立和完善大氣成分、環境氣象以及突發和應急環境氣象觀測體系,負責全國環境氣象觀測系統的設計建設和全網運行監控;統一組織儀器設備標校、維修保障和標準傳遞,制定技術標準和觀測規範;負責技術指導、技術支撐和業務培訓;負責觀測數據質量監控、大氣成分監測分析等。
國家氣象信息中心:負責國家與省級氣象部門環境氣象信息傳輸、存儲、分發、服務和歸檔;環境氣象觀測臺站元數據信息收集、存儲管理;負責建立全國環境氣象監測資料庫。
中國氣象科學研究院:負責空氣品質、霾數值預報模式和沙塵暴預報模式研發改進;負責排放源清單的編制和更新;負責大氣環境容量評價,汙染大氣成分(PM10、PM2.5、O3、SO2、CO、NO/NO2/NOX等)對環境及人體健康影響的評估;負責大氣汙染物跨國輸送的分析評估。
中國氣象局氣象宣傳與科普中心:負責利用多種形式、多種渠道組織開展有關環境氣象的解讀和科普知識宣傳。
2. 區域、省級
區域級:參與區域空氣品質、霾數值預報業務系統的研發改進和檢驗評估,建立和完善區域空氣品質、霾數值預報業務,為區域內各省開展環境氣象預報提供技術支撐;牽頭區域內環境氣象業務相關的科研組織、技術交流、產品共享;建立完善區域內環境氣象聯防聯動機制,開展大氣汙染物區域傳輸的監測分析和影響評估。部分區域中心參與設備標校、樣品分析方面的觀測技術支持保障工作。
省級:建立環境氣象觀測設備運行監控和維護保障業務,負責本省環境氣象觀測設備的運行保障、數據質量控制、數據匯總和分發;結合本地觀測資料開展空氣品質數值預報模式的釋用訂正和檢驗評估業務;開展本省環境氣象監測、預報、預警業務,為市(縣)級開展環境氣象業務服務提供指導產品;開展環境氣象預報質量檢驗業務;建立有毒氣體擴散應急模式,組織開展本省突發環境氣象事件的應急服務和會商聯防聯動;開展本省環境氣象影響評估業務。
3. 市縣級
地市級:開展大氣環境氣象的實時監測業務;基於上級指導產品,結合本地觀測資料和地理環境,製作本地霾、能見度、沙塵暴、浮塵預報產品,製作本地區空氣汙染氣象條件、空氣品質(AQI)預報,根據需要,發布預警產品;開展健康環境氣象預報;開展環境氣象預報質量檢驗業務,重點檢驗霾、沙塵暴等災害性天氣的預警準確率和提前量;開展環境氣象影響評估和應急服務;製作具有本地特色的環境氣象服務產品,開展服務。
縣級:負責環境氣象要素的觀測及數據上傳,負責所轄環境氣象觀測站的運行維護和保障;根據本地觀測資料和上級指導產品開展環境氣象預報預警服務,發布相關預報預警產品。開展本轄區的環境氣象相關災情收集、上報及環境氣象應急監測。
(二)環境氣象業務組織
重點強化國家級氣象業務機構的技術指導能力和區域中心的技術支持能力,進一步強化省級氣象機構的綜合業務服務能力,市(縣)級氣象機構的觀測保障及產品訂正特色服務能力。建立國家、省、地市(縣)一體環境氣象業務平臺。建立和完善上級指導、下級補充訂正的集約化工作流程。
1. 區域性大氣汙染聯動
建立跨省的區域性大氣汙染的聯防聯動機制,國家級單位根據重大或突發環境氣象事件的需求組織有關區域聯防氣象預警會商,製作發布相關監測分析、影響評估、區域性汙染預報、聯防預警等信息產品,與環保部建立信息共享,應急聯動機制。區域中心根據周邊環境氣象事件的發生情況組織本區域的聯防氣象預警會商,提供技術支持,製作發布相應的聯防氣象預警信息,與相應的環保部門開展信息共享,應急聯動;相鄰省份應加強信息共享、預報會商和服務聯動,國家級對省級業務指導和技術支持。
2. 環境氣象預報業務流程
加強環境預報業務流程建設,將全國環境氣象預報會商納入現有業務會商安排。制定環境氣象業務產品的發布和上報流程,上級環境氣象業務單位按時下發針對大氣環境監測、預報預警以及大氣環境汙染對人群健康影響評估等的業務指導產品;下級環境氣象業務單位結合本地特點和實際需求,製作本地環境氣象業務產品,對上級產品的訂正意見進行反饋,並按時上傳本地環境氣象業務產品。建立國家、省、市(縣)統一的環境氣象業務產品、技術流程和業務傳輸規範,改變現有部分業務自成一體,上下銜接不夠的局面。
3. 氣象服務流程
環境氣象服務由各級氣象部門實施,通過環境氣象服務平臺和國家突發公共事件預警信息發布系統,面向公眾、政府和相關行業提供環境氣象服務。開展國家級層面為國家環境外交和應對氣候變化方面的決策服務。建立國家、省、地市、縣四級互通互聯的環境氣象服務產品庫,實施環境氣象服務產品共享。建立用戶、政府以及氣象部門內部意見反饋信息系統,不斷改進並在服務的過程中規範各類預報產品質量的檢驗業務。
六、保障措施
(一)加強環境氣象業務人才隊伍建設
1. 提高環境氣象業務人才隊伍總量和質量
根據環境氣象業務發展的不同要求,儘快建立、發展壯大各級環境氣象業務人才隊伍。通過對高校學生培養的引導和聯合培養研究生等多種途徑,提高高校畢業生的環境氣象科研業務基本素質。
按照業務發展的一般規律和環境氣象業務發展的現實需要,科學設置環境氣象研究、業務、服務專職崗位,落實環境氣象業務專職隊伍,落實相關責任。
在中國氣象局「創新團隊計劃」中設立環境氣象國家級創新團隊,培養造就環境氣象帶頭人;建立環境氣象專業人員定期培訓制度,通過舉辦專題研修班等形式加強相關培訓,不斷提高環境氣象人員的素質和能力。
2. 完善環境氣象業務崗位設置
在各層級的氣象業務崗位設置要與環境氣象的觀測、預報、服務、技術保障等崗位進行綜合考慮,把環境氣象業務納入基本氣象業務管理,建立完善的值班制度,完善領班、首席把關等制度。
(二)加強環境氣象業務科技創新和成果轉化
1. 加強關鍵技術的科研開發
制定目標明確的環境氣象業務科研計劃,採取集約化和開放式的研發模式,吸納國內外成熟的先進技術,聯合環保部門、高等院校和科研院所,加快環境氣象關鍵技術研發和業務系統建設。制定實施未來3年環境氣象業務建設、精細化預報、業務平臺建設等專項業務研發計劃並逐年滾動更新;推動當前環境氣象業務關鍵性技術的科研立項和實施。
2. 加強科研與業務服務的合作
在思想上樹立開放意識,在運行方式上建立更加開放的機制。建立健全多形式、多渠道、多層次、全方位的國內外交流與合作。加強與國際相關機構的交流,學習借鑑國外先進經驗。加快推進突發公共事件預警信息發布平臺建設,完善應急聯動機制,協力提高服務水平。
3. 完善科研開發和業務的考核評價機制
建立環境氣象研發、業務、服務的分類考核評價機制,制訂業務技術人員晉級、職稱評定辦法和細則,鼓勵科技人員持續、深入地解決環境氣象業務中的技術難點和實際問題;保持環境氣象研發隊伍的相對穩定,建立氣象環境業務專項,讓環境氣象業務人員在解決各類環境氣象產品研發的難題中提高自身的水平。
(三)完善環境氣象業務管理與運行機制
按照環境氣象業務服務運行有機銜接、相互支撐、集約高效的要求,加快優化完善國家和省級環境氣象業務運行機制,將環境氣象研究、觀測與資料質量控制、預報、服務等業務職能落實到現有國家級和省級業務機構中,以使環境氣象業務融入國家級和省級基本氣象業務機構布局,並強化相互之間的配合協作。
1. 制定和完善環境氣象業務發展實施計劃
各省要根據環境氣象業務發展指導意見的要求,因地制宜地制訂本地區環境氣象業務發展的實施方案,提出適合於本地區的環境氣象業務發展目標、發展重點、實施步驟和保障措施,制訂年度任務並納入目標考核。
2. 推進規章制度建設,提高科學管理水平
加強環境氣象業務規定、技術規範的制定和完善工作。逐步建立科研成果、模式預報系統和環境氣象資料業務化評價方案,制定環境氣象業務標準和技術規範,建立環境氣象要素監測、模式產品和環境氣象預報服務產品質量檢驗評價方案,以及各級環境氣象業務任務和職責,促進環境氣象相關業務的規範有序發展,提高業務管理水平。
3. 建立專家諮詢委員會,指導業務技術發展
成立環境氣象領域的專家組或專家諮詢委員會,對相關業務的發展、管理以及科研開發提供諮詢與指導。
(四)加強環境氣象業務相關的技術標準、業務規章和業務考核制度建設
加強環境氣象觀測、技術保障、數據傳輸和存儲、監測預報、服務等技術標準、業務規章和業務考核制度建設,將環境氣象業務質量納入常態化的業務管理。鼓勵各地結合實際和地方需求特點,因地制宜建立業務規章和業務考核制度。
(五)加大對環境氣象業務的投入
1. 建立穩定的業務投入機制
積極爭取國家和地方的公共財政投入,建立和完善環境氣象業務穩定的投入機制。將環境氣象觀測、技術保障、數據傳輸和存儲、監測預報、服務等所需經費納入常規財政預算,科學合理的規劃和管理環境氣象經費,做到統籌設計、合理分配、集約高效。
2. 加大科研投入力度
針對環境氣象業務中存在的關鍵科學技術問題,多渠道爭取項目支持。積極通過行業專項、科技計劃項目、中國氣象局項目以及地方各類項目的立項支持,加大對環境氣象監測、環境氣象條件預報預警、衛生健康環境氣象指數等業務建設、系統建設、平臺建設等關鍵技術的投入力度。
(六)加強與相關部門和國內外業務科研機構的交流合作
加強與環保、衛生等部門之間的合作,實現環境監測數據的實時共享,聯合開展環境預報業務的技術研發,建立健全多形式、多渠道、多層次、全方位的交流和合作。建立極端氣象條件下大氣汙染預警體系和以環境保護和氣象兩部門為主導的多部門應急聯動機制,加快推進突發公共事件預警信息發布平臺建設,協力提高環境氣象監測預警服務水平。
附表
表1 各類環境氣象服務的觀測需求及觀測要素列表
項目類別 | 觀測要素 | 霾天氣預報預警 | 空氣品質預報預警 | 光化學煙霧預報預警 | 沙塵暴天氣預報預警 | 酸雨評估分析 | 碳減排及氣候變化評估分析 | 人體健康保障的服務 |
溫室氣體 | 二氧化碳(CO2) | --- | --- | --- | --- | --- | ● | --- |
甲烷(CH4) | --- | --- | --- | --- | --- | ● | --- | |
氧化亞氮(N2O) | --- | --- | --- | --- | --- | ● | --- | |
氣溶膠 | 總懸浮顆粒物(TSP) | --- | --- | --- | ● | --- | --- | --- |
PM10質量濃度 | ○ | ○ | --- | ● | --- | --- | --- | |
PM2.5質量濃度 | ● | ● | ○ | ○ | --- | --- | --- | |
PM1質量濃度 | ● | ● | ○ | ○ | --- | --- | --- | |
吸收特性 | ● | ○ | ○ | ○ | --- | --- | --- | |
散射特性 | ● | ○ | ○ | ○ | --- | --- | --- | |
能見度(器測) | ● | --- | ○ | ● | --- | --- | --- | |
光學厚度 | ○ | --- | --- | ○ | --- | --- | --- | |
化學成分 | ○ | --- | --- | ○ | --- | --- | --- | |
數濃度譜 | ○ | --- | ○ | --- | --- | --- | --- | |
垂直廓線 | ○ | --- | ○ | --- | --- | --- | --- | |
反應性氣體 | 地面臭氧(O3) | --- | ● | ● | --- | --- | --- | --- |
二氧化硫(SO2) | ○ | ● | ● | --- | --- | --- | --- | |
一氧化碳(CO) | ○ | ● | ● | --- | --- | --- | --- | |
氮氧化物(NO/NO2/NOX) | ○ | ● | ● | --- | --- | --- | --- | |
氨(NH3) | ○ | ○ | ○ | --- | --- | --- | --- | |
揮發性有機物(VOCs) | ○ | ○ | ○ | --- | --- | --- | --- | |
輻射 | 紫外輻射 | --- | --- | ○ | --- | --- | --- | ● |
光化輻射 | --- | --- | ○ | --- | --- | --- | --- | |
乾濕沉降 | 降塵總量 | --- | --- | --- | ● | --- | --- | --- |
降水pH值及電導率 | --- | --- | --- | --- | ● | --- | --- | |
降水可溶性離子成分 | --- | --- | --- | --- | ○ | --- | --- | |
其他 觀測 | 空氣負離子 | --- | --- | --- | --- | --- | --- | ● |
氣傳花粉濃度 | --- | --- | --- | --- | --- | --- | ● | |
氣象 要素 | 近地層梯度塔氣象觀測 | --- | --- | --- | ○ | --- | ○ | --- |
邊界層結構、層結穩定度、混合層高度、局地擴散參數 | ○ | ○ | ○ | --- | --- | --- | --- | |
注1:包括有機碳(OC)、元素碳(EC)、鉀離子(K+)、鈉離子(Na+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、鎂離子(Mg2+)、氯離子(Cl---)、硫酸根離子(SO42---)、硝酸根離子(NO3---)] 注2:表中●為推薦優先開展的觀測要素,○為推薦選擇開展的觀測要素,---為非推薦觀測要素 |
表2 環境空氣汙染物基本項目濃度限值
表3 環境空氣汙染物其他項目濃度限值
表4 空氣品質分指數及對應的汙染物項目濃度限值
表5 空氣汙染指數的範圍及相應的空氣品質級別
表6 空氣汙染氣象條件五個級別說明
等級 | 評價 | 描 述 |
一級 | 好 | 非常有利於空氣汙染物稀釋、擴散和清除 |
二級 | 較好 | 有利於空氣汙染物稀釋、擴散和清除 |
三級 | 一般 | 對空氣汙染物稀釋、擴散和清除無明顯影響 |
四級 | 較差 | 不利於空氣汙染物稀釋、擴散和清除 |
五級 | 差 | 非常不利於空氣汙染物稀釋、擴散和清除 |
表7 環境氣象業務布局一覽表
主要任務 | 重點項目 | 國家級 | 區域級 | 省 級 | 地(市)級 | 縣(市)級 |
環境氣象 觀測業務 | 日常觀測 | √ | √ | |||
應急觀測 | √ | √ | √ | √ | ||
數據質量控制 | √ | √ | ||||
裝備保障 | √ | √ | ||||
環境氣象 監測業務 | 大氣環境氣象監測分析 | √ | √ | |||
環境氣象 數值預報業務 | 空氣品質與霾預報模式 | √ | √ | |||
沙塵暴預報模式 | √ | √ | ||||
核洩漏模式 | √ | |||||
有毒氣體擴散應急模式 | √ | √ | ||||
模式產品檢驗釋用 | √ | √ | √ | |||
環境氣象 預報業務 | 空氣品質預報預警 | √ | √ | √ | ||
空氣汙染氣象條件預報預警 | √ | √ | √ | √ | ||
霾、沙塵預報預警 | √ | √ | √ | √ | ||
光化學煙霧預報預警 | √ | √ | ||||
健康環境氣象指數預報 | √ | √ | √ | |||
環境氣象 服務業務 | 決策服務 | √ | √ | √ | √ | |
公眾服務 | √ | √ | √ | √ | ||
專業服務 | √ | √ | √ | |||
環境氣象影響評估 | √ | √ | √ |