气象水文灾害预测和预警在防灾减灾中扮演着至关重要的角色，具有不可替代的作用。它们不仅可以提前规划和准备，降低灾害可能带来的损失，还可以及时提醒和协调应对，保障人民生命财产安全。
以下是学习了气象水文灾害及其预测和预警课程后，我们小组基于AI助力所做的未来气象水文灾害的预测和预警。(小组成员:阎泓竹、周玙璘、冯艳、李亚萍，蔡心言)
一、未来最有可能的灾害及预警
1、高温热浪
预测：高温热浪可能继续频发，特别是夏季，中东部地区高温影响显著。
预警：加强高温预警系统，及时发布高温预警。政府和社区需提供避暑场所和防暑降温措施，特别关注老年人、儿童和户外工作者。农业部门需制定高温应对计划，保护作物免受高温影响。
2、干旱
预测：干旱情况可能持续，特别是在西南和长江上游地区，冬春连旱和夏季干旱可能频发。
预警：实时监测土壤湿度和水库水位，提前发布干旱预警信息。加强水资源管理和调度，鼓励节约用水，制定抗旱应急预案，确保农业生产和居民用水安全。
3、暴雨和洪涝
预测：汛期暴雨和洪涝灾害仍可能频繁发生，华北和东北等地区旱涝急转现象可能继续。
预警：加强暴雨和洪涝灾害监测预警系统建设，提前发布预警信息。加强河道清淤和堤防加固工作，确保防洪设施的安全可靠。制定并演练洪涝应急预案，确保及时有效的应急响应。
4、台风
预测：台风生成和登陆可能依然偏少，但登陆强度偏强，沿海地区极端降水事件多发。
预警：沿海地区需提前发布台风路径和强度预警信息，做好防台风准备。加强防风加固措施，确保基础设施和建筑物的安全。储备应急物资和救援力量，确保台风期间的应急响应能力。
5、冷空气和寒潮
预测：冷空气和寒潮过程可能频繁，特别是在秋末和冬季，北方地区受影响较大。
预警：提前发布冷空气和寒潮预警信息，提醒公众做好防寒保暖措施。加强供暖和能源保障，确保冬季供暖稳定。特别关注弱势群体和流浪人员的防寒需求，提供必要的援助。
6、沙尘暴
预测：北方沙尘天气可能继续频发，特别是在春季和秋季，影响范围广泛。
预警：实时监测沙尘暴发生情况，提前发布沙尘暴预警信息。提醒公众减少外出，采取必要的防护措施，如佩戴口罩和护目镜。加强植树造林和生态恢复，减少沙尘源头。
二、 未来气候水文灾害预测
1. 强对流天气
时间：2024年5月至8月
地点：广东、福建、江西、湖南、广西、贵州、四川
预警措施：加强雷达、卫星等监测手段，实时发布预警信息；向社区推广避险知识，设立应急避难场所以及建筑加固；储备应急物资。
储备应急食品、水、医疗物资和应急照明设备。
2. 暴雨及洪涝灾害
时间：2024年6月至7月（梅雨季），8月至10月（台风季）
地点：长江中下游地区（湖北、湖南、江西、安徽、江苏）、珠江流域（广东、广西）、华南沿海地区（福建、浙江）
预警措施：排查和防洪排涝设施，确保其正常运行；加强河流、湖泊和水库的水位监测，及时发布预警信息；制定人员疏散方案；准备足够的医疗救援队伍和物资。
3. 台风
时间：2024年7月至10月（高峰期为7月和8月）
地点：华南、华东和东南沿海地区（广东、福建、浙江、海南、台湾）
预警措施：台风路径监测：通过卫星和气象雷达精确监测台风路径，提前发布预警；停止海上作业；检查和加固沿海建筑物；制定详细的居民疏散计划，并定期组织演练。
三、预测模型
1、气候预测中心（CPC）：
隶属于海洋大气局，使用人工智能和统计方法预测气候变化，包括厄尔尼诺和拉尼娜事件。
网站： NOAA CPC
美国未来8-14天气温及降水预测
美国未来1月天气温及降水预测
美国未来1季度气温及降水预
全球2-3周灾害预测模型
2、IBM
利用人工智能提供天气预报和灾害预测，包括恶劣天气警报。
雨雪分布预测
3、 Space (ESA) (EMS):：
利用卫星数据和人工智能进行灾害监测和管理。
网站： EMS
卫星数据预测
4、Flood AI:
由多个研究机构开发的基于人工智能的洪水预报系统。
网站：Flood AI
阿巴拉契科拉河水位信息(6.10-6.24
四、极端天气频发的原因
1、全球气候变暖：
主要原因：人类活动导致大量温室气体排放，如二氧化碳、甲烷等，使得地球的平均气温逐渐升高。
影响：气候变暖导致极地海冰融化，影响全球气候系统和大气环流，进而增加了极端天气事件的发生频率。
2、极地放大效应：
现象：北极和南极地区的温度上升速度比地球其他地区更快。
影响：极地海冰融化导致全球气候系统和大气环流发生变化，增加了极端天气事件的发生。
3、大气环流变化：
原因：全球气候变暖导致大气环流模式发生变化，如西风急流、北极涛动和南极涛动等。
影响：这些变化使得极端天气事件更容易发生，如热浪、寒潮、干旱和洪水等。
4、水文循环加剧：
现象：气候变化导致降水量在某些地区增加，而在另一些地区减少，造成水循环的不平衡。
影响：这种不平衡的水循环使得洪水和干旱等极端天气事件变得更加频繁和严重。
5、海洋升温和酸化：
原因：全球气候变暖导致海洋温度上升。
影响：海洋温度上升会影响海洋环流和气候系统，进而影响极端天气事件的发生。同时，海洋酸化也会影响生物多样性，进而影响气候系统的稳定性。
6、人类活动：
原因：快速的工业化发展、大量工厂排污、森林砍伐和大规模农业活动等。
影响：这些活动导致大量温室气体排放，加剧了气候变化的速度和程度，进而增加了极端天气事件的发生频率。
7、自然变异：
原因：太阳活动的变化、火山喷发等自然因素也可能对气候造成影响。
影响：这些自然因素可能导致气候系统的短期扰动，从而增加极端天气事件的发生。
综上可知，极端天气频发的原因是多方面的，包括全球气候变暖、极地放大效应、大气环流变化、水文循环加剧、海洋升温和酸化、人类活动以及自然变异等。包括厄尔尼诺现象和拉尼娜现象对我国的影响。这些因素相互作用，共同导致了极端天气事件的增加。为了应对这一挑战，我们需要采取有效的措施来减缓气候变化的速度和程度，并加强极端天气事件的监测和预警能力。
五、2023年气候状况总结
1、温度
全国平均气温为历史最高，达到10.71°C，比常年偏高0.82°C。四季气温均偏高，特别是夏季和秋季，分别为历史同期次高和最高。中东部高温天气过程出现时间早、影响范围广、极端性强，华北和黄淮地区出现1961年以来最强高温天气过程。
2023年各省（区、市）平均气温距平、全国平均气温距平分布(单位：摄氏度)
2、降水
全国平均降水量为615.0毫米，较常年偏少3.9%，为2012年以来第二少。冬、春、夏三季降水均偏少，秋季降水偏多。华北、东北和西北降水量偏多，而长江中下游、西南和华南降水量偏少。汛期暴雨致灾性强，部分地区发生旱涝急转。
3、干旱和洪涝
区域性和阶段性干旱显著，西南地区出现冬春连旱，夏季华北、东北和西北地区发生干旱。华南前汛期雨量偏少，长江中下游梅雨量偏多。暴雨洪涝灾害偏重，特别是台风“杜苏芮”影响显著，造成广泛强降雨和大洪水。
4、台风
台风生成及登陆个数偏少，但登陆强度偏强。台风“杜苏芮”影响重大，导致强降雨和洪水。
5、其他极端天气
冷空气过程频繁，年初、秋末和12月寒潮多发。强对流天气过程偏少，但局地致灾严重。北方沙尘天气多，出现早，影响偏重。
2023年全球主要气象灾害农作物受灾面积占总面积的比例（单位：%）
频繁的极端天气会破坏农作物，严重影响农作物的产量和品质，威胁着人类的粮食安全，对农作物有着负面影响。因此，提前准确的对极端天气的到来进行预测和预警，能够及时做出应对措施，减少损失。
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