中国气象局水文气象重点开放实验室是在前期中国气象局-河海大学水文气象研究联合实验室基础上升级成立，依托单位为国家气象中心和河海大学，参与单位包括国家卫星气象中心及湖北、广东、河南、四川、江苏、天津、安徽、浙江、贵州等气象局及相关部门。
针对“23•7”华北特大暴雨、台风“海葵”等典型重大天气过程和洪涝过程，加强预报复盘和机理研究。强化强对流风暴精细结构及极端天气形成机理探知，以郑州“7·20”极端降雨过程为例，阐释了2021年7月20日产生河南郑州极端降水的中尺度系统和中尺度涡旋关键作用；分析了2019年8月16日沈阳极端降水过程低空γ 中尺度涡旋形成和对产生极端降水的作用机制。
建立了风云卫星涡旋分析预报系统，实现多源数据融合对比、大气垂直探空廓线对比、多源卫星反演物理参数诊断分析和3小时红外云图预报实时展示等功能。发展分强度等级的强对流天气监测识别技术，利用人工智能技术，发展融合多源资料的冰雹大小识别技术，命中率达到90%以上。提出了多源水文大数据挖掘同化方法，建立了智能化多要素水文预报模型，构建了海量数据驱动的水文云平台，实现了突发水灾害的连续监测预警。
设计了0-240h降水滚动更新预报技术框架；在此技术框架中，考虑到不同预报技术在临近、短时、短中期不同时效的预报技巧不一样，分别构建智能预报技术，提高降水预报精度；采用实时检验的SCD不同时效预报融合技术实现不同时效之间的无缝隙连续。产品空间分辨率达到5公里×5公里，时间分辨率临近时效为10分钟，短时时效为1h，短期时效为3h，是中国气象局智能网格降水预报的核心技术，也是中央气象台0-240h定量降水预报业务主要支撑技术。
发展了具有自主知识产权的基于智能网格降水的组合架构松散耦合型GMKHM分布式水文气象模型；改进基于蓄水容量曲线的混合产流模型与1/2D运动波汇流模型；构建MP预报模式，包含两个基本单位、4个产流模型与6个汇流模型，面向不同水文气象业务方向动态组合支撑水文气象业务预报。全国尺度产品空间分辨率达到5公里×5公里，时间分辨率为6h；局部流域达到1公里×1公里，1h，是国家级水文气象业务核心支撑技术。
建立了基于风险的水文气象预报与灾害风险预警技术，提出基于动态临界面雨量与流域初始状态的中小河流洪水气象风险预警模型；结合山洪沟溪地形坡度、陆面覆盖、土壤类型、水系密度，构建了基于EFI指数的山洪灾害气象预警模型；发展了地质灾害概率统计-水土耦合的预报模型。全国尺度4254条中小河流山洪与地质灾害产品空间分辨率达到 5公里×5公里，是国家级水文气象预报与灾害风险预警业务核心支撑技术。
