陕西空气质量预警预报系统HPC
陕西现代气象一体化格点预报平台简介
陕西现代气象一体化格点预报平台简介
胡皓;薛春芳;潘留杰;王建鹏;戴昌明
【期刊名称】《陕西气象》
【年(卷),期】2017(000)002
【摘要】为了满足社会精细化预报服务需求,提升陕西气象预报预测精细化水平和准确率,开发设计了陕西现代气象一体化格点预报平台.平台由格点预报基础数据环境,智能编辑系统、智能解析应用系统、预报效果评估系统、气象监测分析系统、综合总控系统等五个子系统及系统配置、系统帮助两个模块组成,为省市县三级业务单位开展精细化预报提供重要支撑.
【总页数】3页(P22-24)
【作者】胡皓;薛春芳;潘留杰;王建鹏;戴昌明
【作者单位】陕西省气象台,西安 710014;陕西省气象局,西安 710014;陕西省气象台,西安 710014;陕西省气象台,西安 710014;陕西省气象台,西安 710014
【正文语种】中文
【中图分类】P409
【相关文献】
1.台风及海洋气象一体化预报平台的开发与应用 [J], 曹莉;高嵩;贺雅楠;赵伟;钱奇峰
2.陕西省精细化气象格点预报数据环境的设计与实现 [J], 何林;薛春芳;邓凤东;贾晨刚;王建鹏
3.天津一体化平台气象要素预报在宁河秋季的检验评估 [J], 李静楠;张春同
4.广东省气象台预报要素检验查询平台简介 [J], 唐思瑜;黄晓莹;涂静
5.基于MICAPS4网络框架的气象预报服务一体化平台构建 [J], 田刚;胡争光;王丽;薛峰;车钦
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陕西省环境气象条件评估指数时空变化特征研究
沙漠与绿洲气象Desert and Oasis Meteorology第18卷第2期2024年4月随着经济的高速发展和工业化、城镇化加快，雾霾天气频发，大气环境污染等环境气象问题凸显。
2013年以来，我国相继出现多次大范围持续性雾霾天气[1-4]，PM 2.5大范围严重超标，对城市交通和人民的健康生活造成严重影响，大气环境问题已成为政府和相关学者关注的焦点[5-7]，迫切需要对颗粒物污染的复杂形成机制和气象影响进行深入探究[8-11]。
国内外学者针对不利气象条件对空气污染影响展开了广泛深入的研究。
Seinfeld 等[12]研究了大气气溶胶和空气污染及其之间的关系，Flocas 等[13]、Pope 等[14]研究表明天气环流在污染事件的形成中起着至关重要的作用。
Wang 等[15]认为气候因子也会影响雾—霾的形成。
张小曳等[16]指出我国现今雾—霾问题的主因是严重的气溶胶污染，但气象条件对其形成、分布、维持与变化的作用显著，通过对比排放和气象条件对区域霾形成的贡献，发现一次排放的气溶胶与排放强度关系密切，而二次气溶胶的形成与变化受气象条件影响大。
陈镭等[17]研究发现槽后西北气流、垂直层结稳定及地面气压场较弱的条件有利于上海地区污染物积聚和维持。
马学款等[18]发现一定的大气扩散能力和强有力的减排措施，是形成“APEC 蓝”的主要原因。
也有学者[19-21]从不同角度研究了京津冀、长江三角洲气象条件对大气污染陕西省环境气象条件评估指数时空变化特征研究苏静1，孙娴2*，胡琳2，林杨3，王琦2（1.陕西省大气探测技术保障中心，陕西西安710014；2.陕西省气候中心，陕西西安710014；3.陕西省气象科学研究所，陕西西安710016）摘要：基于陕西省10地市2015—2020年PM 2.5浓度实况监测数据和气象条件评估指数EMI ，统计分析EMI 和PM 2.5相关性及近年EMI 的时空分布特征，定量评估气象条件变化及综合治理措施对陕西环境空气质量的影响。
《2024年西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究》范文
《西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究》篇一一、引言近年来，随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快，大气污染问题已成为国内许多城市共同面临的挑战。
西安市作为我国西部重要的经济和文化中心，其大气污染问题尤其值得关注。
对西安市的大气污染气象条件进行深入研究，并探索有效的空气质量预报方法，对于改善城市环境质量、保障人民健康具有重要意义。
二、西安市大气污染气象条件分析1. 气象条件概述西安市位于我国西北部，气候以暖温带半湿润为主，四季分明。
冬季因供暖排放增加及风速较小，容易形成静稳天气，不利于污染物扩散；夏季高温、强降水天气对污染物也有一定的稀释作用。
2. 气象因素对大气污染的影响（1）风速与风向：风速较大时，有利于污染物的扩散和稀释；而风速较小或静风状态时，污染物难以有效扩散，导致空气质量恶化。
（2）温度与湿度：温度高时有利于污染物排放，而湿度高时易形成气溶胶颗粒物，增加大气污染程度。
（3）降水与大气污染：降水对大气中的颗粒物有明显的清除作用，有利于改善空气质量。
三、空气质量预报方法研究1. 数值模拟模型通过引入高分辨率的气象数据和污染物排放数据，运用空气质量数值模拟模型，如嵌套式网格模型（NEQMS），模拟和预测未来一段时间的空气质量变化情况。
2. 卫星遥感技术利用卫星遥感技术监测大范围的空气污染情况，结合地面观测数据，为预报模型提供准确的大气成分信息。
3. 人工智能预测模型结合机器学习和深度学习技术，建立基于历史数据的预测模型，通过分析气象、交通等多方面因素，提高空气质量预报的准确性。
四、研究进展与展望目前，西安市已建立了较为完善的空气质量监测网络和预报系统。
通过不断引入新技术和新方法，如数值模拟、卫星遥感及人工智能等手段，空气质量预报的准确性和时效性得到了显著提高。
然而，仍需在模型精细化、数据共享等方面进一步加强研究，以更好地服务于城市的环境管理和大气污染防治工作。
五、结论通过对西安市大气污染气象条件的分析及空气质量预报方法的研究，我们了解到气象因素对大气污染的重要影响以及预报技术的发展趋势。
CAPPS2在西安市大气污染分区预报中的应用
Ｐ １ 最 浓 度 的 预 报 值 与 实 况 监 测 值相 关 系数 分 别 达 到 ０ ５ 、０ ８ 、０ ６ 、０ ５ ；０ ５ 、０ ４ 、 Ｍ ０质 ． ２ ． ８ ． ６ ． ４ ． Ｏ ． ９ ０ ６ 、０ ７ ； ．０ ． １ ０ ７ 、０ ６ 。 Ｏｚ ＮＯ２ Ｐ １ ． ４ ． ３ ０ ７ 、０ ７ 、 ． ６ ． ５ Ｓ 、 、 Ｍ ０的平 均 预报 准 确 率 分 别达 到 ７ 、７ Ｏ １
［ ］ 党 红 梅 ， 明生 ，胡 国玲 ．安 康 暴 雨 客 观 分 型 及其 １ 石 应 用 ［］ ．陕 西 气 象 ，１９ （ ） － ． Ｊ ９ ７ ５ ：４ ６ ［ ］ 朱 乾根 ， 锦 瑞 ，寿绍 文 ，等 ．天 气 学 原 理 和 方 法 ２ 林 ［ Ｍ］ ．北京 ：气 象 出版 社 ，１ ９ ：３ ８ ９２ ９． ［ ］ 中国 气 象 局 科 教 司 ． 地 气 象 台 短 期 预 报 岗 位 培 ３ 省 训 教材 ［ ］ Ｍ ．北 京 ： 象 出 版社 ， ９ ８ １ ３ １ ４ 气 １９ ： ５— ５．
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陕 西 气 象
文 章 编 号 ：１ ０ — ３ ４ （ ０ ６ ０ — Ｏ ８ ０ ０６ ４５ ２０） ５ ００～ Ｉ
Ｃ Ｐ 西 安 市 大气 污 染 分 区预 报 中 的应 用 ＡＰ Ｓ ２在
王繁 强 ，王 建 鹏。 琳 ，胡 ，何 晓嫒 ，周 阿舒 。 ，姚 迎 庆
强 降水及暴 雨 中心预 报 以及 影 响系统 的形成 发展
维普资讯
王 繁 强 等 ：ＣＡＰ Ｓ Ｐ ２在 西 安 市 大 气 污 染 分 区预 报 中 的应 用
HPC应用概述..
8
生命科学领域软件简介
序列对比软件BLAST
9
计算化学领域软件简介
计算化学
10
计算化学领域软件简介
计算化学领域常用软件
Gaussian03 Dacapo Geomos Material studio Gaussian是做半经验计算和从头计算使用最广泛的 量子化学软件 DAPACO是基于密度泛函理论计算总量的程序。 半经验量化计算软件，可以使用大多数当前的半经验 方法。 专为材料科学领域开发的新一代材料计算软件
研究内容
基因组信息学 蛋白质空间结构模拟与预测
药物分子设计
基因表达的调控；基因功能的预测；芯片 表达；数据分析等。 分子的进化、生物的起源
6
生命科学领域软件简介
生命科学领域常用软件
BLAST/ BLAST是现在应用最广泛的序列比对软件（基因 MPIBLAST 两两比对）和序列相似性搜索工具. 生命科学 (基因排序、 序列比对、 分子对接)
算机辅助求解工程和产品的强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传 导、弹塑性等力学性能以及性能的优化设计等问题的方法。 CAE、CFD主要分为前处理，求解计算和后处理三个步骤：
Pre-processing Computation Post-processing
20
CFD、CAE应用领域软件简介
前处理 主要是建立问题的几何模型、进行网格划分、 建立用于计算分析的数值模型、确定模型的边界 条件和初始条件等 计算求解
VASP是使用赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动 力学计算的软件包
VMD是可视化分子动力学软件。
CHARMM 分子动力学模拟程序，用于生物大分子的模拟
15
分子动力学软件NAMD
CAPPS模式在铜川空气质量预报中的效果检验
CAPPS模式在铜川空气质量预报中的效果检验
董亚龙;吴宁
【期刊名称】《陕西气象》
【年(卷),期】2004(000)005
【摘要】通过对2003年1-12月铜川市区、新区污染物监测值与 CAPPS模式预报值的对比分析发现,CAPPS模式预报正确率存在明显的要素差异,NO2预报正确率很高,年平均正确率在90%以上,SO2次之,年平均70%左右,PM10预报正确率较低,年平均55%左右;该模式预报正确率有明显的地域差异,铜川市区的预报正确率比新区明显偏低;同时该模式预报正确率存在明显的季节差异,冬半年比夏半年预报结果差,以SO2表现最明显.该模式空漏报率NO2最低,SO2次之,PM10最高,漏报率存在明显的季节差异,空报率季节之间差异较小,但在地域上空报率差异明显.分析了产生误差的原因.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】董亚龙;吴宁
【作者单位】铜川市气象局,陕西铜川,727031;铜川市气象局,陕西铜川,727031【正文语种】中文
【中图分类】X51
【相关文献】
1.CAPPS模型在武汉市空气质量预报中的应用与检验 [J], 陈波;申双和;冯光柳
2.海口市基于CAPPS系统的空气质量预报制作平台 [J], 刘大庆;蔡亲波
3.CAPPS模式在石家庄市应用的效果检验 [J], 陈静;范引琪;李杰
4.CUACE系统在乌鲁木齐空气质量预报中的效果检验 [J], 李曼;张载勇;李淑娟;于晓晶;琚陈相
5.西宁市空气质量预报系统CAPPS的分析与应用 [J], 周万福;蒋文苑
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《2024年西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究》范文
《西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究》篇一摘要：本文通过对西安市大气污染气象条件进行深入研究，探讨了不同气象因素对大气污染的影响。
同时，结合空气质量预报模型，提出了基于实时气象数据和污染源数据的空气质量预报方法。
旨在为城市环境保护、大气污染防治和城市规划提供科学依据，提高城市空气质量预报的准确性和实用性。
一、引言随着工业化和城市化的快速发展，西安市的大气污染问题日益突出，引起了社会各界的广泛关注。
为了有效应对大气污染问题，本文着重分析西安市的大气污染气象条件，并研究空气质量预报方法，以期为环境保护工作提供有力支持。
二、西安市大气污染气象条件分析1. 气象因素对大气污染的影响（1）风速与风向：风速和风向是影响大气污染物扩散和输送的重要因素。
当风速较大时，有利于污染物的稀释和扩散；而当风向变化时，污染物可能在不同区域之间进行输送。
（2）温度与湿度：温度和湿度对大气污染物的化学反应和扩散也有重要影响。
在高温、低湿的条件下，污染物容易发生光化学反应，产生二次污染物。
（3）气象条件变化对污染物浓度的影响：通过对历史气象数据和空气质量数据的分析，发现气象条件的变化与污染物浓度的变化密切相关。
例如，在静风、逆温等不利气象条件下，污染物难以扩散，导致浓度升高。
2. 西安市大气污染气象条件特点西安市地处内陆，属于温带大陆性气候，四季分明。
冬季干燥寒冷，容易出现逆温现象，不利于大气污染物的扩散。
春季和秋季风速较大，有利于污染物的稀释和扩散。
夏季虽然湿度较高，但风速较大，也有利于污染物的扩散。
总体来说，西安市的大气污染气象条件具有复杂性和多变性的特点。
三、空气质量预报方法研究1. 空气质量预报模型构建本文采用基于实时气象数据和污染源数据的空气质量预报模型。
该模型通过收集历史气象数据、污染源数据和空气质量数据，建立数学模型，对未来一段时间内的空气质量进行预测。
模型包括污染物排放源、气象条件、化学反应等多个因素的综合考虑。
西安空气质量预报系统及检验
地 区 Ｗ ＲＦ — ＣＭＡＱ 系 统 基 于 已有 的 Ｗ Ｒ Ｆ模 式 预
报 系统 ，引进 Ｓ ＭＯ ＫＥ 和 Ｃ ＭＡＱ 模 式 。建 立 自
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — １ ２ — １ ６
作 者 简 介 ：杨 晓 春 （ １ ９ ８ ４ ） ，女 ，汉 族 ，陕 西 安 。 基 金 项 目 ：陕 西 省 气 象 局 研 究 型 业 务 重 点 科 研 项 目 （ ２ ０ ｌ ３ ｚ —ｌ １ ）
１ 系 统 介 绍
时受 西北 黄 土高原 自然 条件 影 响 ，颗 粒物 本底 值 相对 较 高 ，造 成 西 安 地 区空 气 污 染 问题 更 为 突
出 ，已引起政 府部 门 的高度 重视 。陕 西省 “ 十二
西 安 地 区 ＷＲＦ － Ｃ ＭＡ Ｑ 业 务 系 统 中采 用气
象 模式 ＷＲＦ提供 气 象场 。排 放模 型 Ｓ ＭＯＫＥ处
杨 晓 春 等 ：西 安 空 气 质 量 预 报 系 统 及 检 验
陕 西及 临近 省市 ， 第 三重 嵌 套 区域 覆 盖西 安 及其 周边 地市 （ 图略 ） 。气 象 模 式 的初 始 场 和边 界 场 资料 取 自美 国 国家环 境 预报 中心 （ Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｅ ｎ —
中 图 分 类 号 ：Ｐ ４ ３ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
西 安 地 区 气候 干 燥 ，雨 量 较少 且 分 布 不均 ， 受沙 尘 、静风 、逆 温等 不利 气象 条件 及秦 岭 山脉 阻 隔的影 响 ，大气 污染 物 自然扩 散能 力较 弱 ；同
动 化 的业务 流程 ， 目前可 制作 逐 日未 来 ７ ２ ｈ 的 大 气 污染 物质 量浓 度 、能见 度 消减 等预报 产 品 。
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陕西省环境监测中心站，隶属于陕西环保厅，其职能是承担陕西省的环境质量、污染源排放及其它相关的环境监测工作。
是陕西省环境监测网络中心、技术中心、数据中心和培训中心。
项目背景
陕西省为进一步提升本省环境空气质量预测预报能力，提高省级环境质量数据综合分析能力，计划实施陕西省环境监测中心站环境空气质量预测预报能力建设项目，建设多模式全省空气质量数值预报系统，逐步实现对全省空气质量变化趋势、13个市区和所有县城空气质量变化趋势进行预测预报。
陕西空气质量预警预报系统HPC
由于空气质量预报一期建设系统主要针对的是局部监测，未实现全局监测实时跟踪，快速预报的要求。
需要在本次项目建设二期过程中弥补不足，并在此基础上充分发挥环境监测监管的职责，实现数据准确快速的发布。
客户面临的挑战和问题
客户名称
项目概况
陕西省环保厅环境监测中心站
系统挑战及建设需求
简单易用的资源管理平台。
易管理性
为满足四层嵌套模拟的计算精度要求，系统要求不低于60万亿次的运算规模。
计算规模
为满足历史数据保存5年，过程数据保存1年的储存要求。
数据存储
整体方案拓扑图
联想解决方案
采用了1套存储容量380TB ，采用通用并行文件系统一一保证存储的聚合带宽性能；采用高速的56Gb In niBand 交换网络，保证并行作业的高效率运行
使用Lenovo Lico 作为集群资源管理一一监控平台
配置Flex x240 M5刀片服务器计算节点平
台。
浮点运算能力约为62万亿次，以满足不同学科应用的需求
65个计算节点CPU 计算峰值62 万亿次
2台管理节点，4台软件节点
1套并行存储系统，架构裸容量380 TB
用户收益
先进性
是当前西北环保领域中规模最大的高性能计算平台，可进行四层嵌套的数值模拟计算，精准预测空气质量，并实现每6小时输出一次全省预报。
计算性能
计算能力强，网络速率高，能够高速完成数据实时处理和应用分析任务；并行存储系统提升IO 性能。
软硬件一体化设计，整个系统达到62万亿次理论计算峰值。
易管理性
支持一机多用户，管理界面按用户的实际操作流程来设计，界面简洁、使用方便。
整个作业流程尽在用户的掌控之中。