廣州市氣象局為事業單位，市正局級，實行以上級氣象部門為主與市政府雙重領導的管理體制，既是上級氣象部門的下屬單位，又是市政府主管氣象工作的部門。
    主要工作任務是：
    （一）貫徹落實中央和省、市有關氣象工作的方針政策和法律法規，負責全市氣象事業發展規劃的制定和組織實施，對本行政區域內的氣象活動進行指導、監督和行業管理。
    （二）負責氣象監測網絡工作的管理，保護氣象探測環境；管理本行政區域內氣象預報警報的發布，組織協調氣象應急工作，統籌突發事件預警信息發布系統工作；負責對重大氣象災害的評估工作。
    （三）負責本行政區域內氣候預測，及氣候資源利用、保護工作；組織重大建設項目、氣候資源開發利用項目進行氣候可行性論證等工作，為政府應對氣候變化和減緩氣候變化影響，提供決策依據。
    （四）負責管理實施人工影響天氣的有關工作。
    （五）負責組織管理氣象災害防御工作，負責本行政區域內油庫、氣庫、彈藥庫、化學品倉庫、民用爆炸物品、煙花爆竹、石化等易燃易爆建設工程和場所，雷電易發區內的礦區、旅游景區或者投入使用的建（構）筑物、設施等需要單獨安裝雷電防護裝置的場所，以及雷電風險高且沒有防雷標準規范、需要進行特殊論證的大型項目防雷裝置設計審核和竣工驗收許可及監管工作。
    （六）負責監督有關氣象法律法規的實施，依法對違反氣象法律法規的行為進行處罰，承擔有關行政復議和行政訴訟。
    （七）會同區、縣級市人民政府對所轄氣象機構實施以部門為主的雙重管理，健全和完善雙重領導管理體制。
    （八）承辦省氣象局和市委、市政府交辦的其他事項。
    根據上述任務，市氣象局設6個內設機構：辦公室（與紀檢監察審計室合署）、應急減災處（預警信息管理處）、政策法規處（審批管理處）、觀測預報處、計劃財務處、人事教育處。市氣象局下設5個直屬單位：廣州市氣象臺、廣州市氣候與農業氣象中心（廣州市灰霾監測中心）、廣州市突發事件預警信息發布中心（市氣象探測數據中心）、廣州市防雷減災管理辦公室、廣州市氣象公共服務中心。

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