西藏高原短临天气预报预警系统构建研究
基于增量法的青藏高原夏季地面2m气温预测模型
基于增量法的青藏高原夏季地面2m气温预测模型摘要：本文利用CN05地面2米气温（SAT）观测资料和JRA55再分析资料数据集，采用EOF分析，相关分析和多元回归等统计学方法，分析了中国青藏高原地区夏季（6-8月）SAT的时空分布特征及其与全球海表温度（SST），土壤湿度（SM），地面气温（SAT）的联系，并基于年际增量法构建了青藏高原SAT的统计预测模型。
关键词：青藏高原地面气温年际增量法预测模型引言青藏高原（以下简称高原）由于其独特的地理位置、地势以及高度敏感的气候变化，在过去几十年里气温不断上升，导致高原地区极端事件频频发生。
随着高原极端事件的频繁发生，地表热量，土壤湿度，海表温度等也天气要素也会发生明显变化，紧接着，影响到高原的天气气候，进而影响全球的气候变化。
此外，高原地面气温的异常对冻土，积雪，地气热量平衡等也具有重要影响。
所以，了解高原气候变化的特征，加强对高原气候变化的研究，并预测高原天气气候的变化，有利于防范高原地区农业灾害风险、加强对高原极端灾害风险的评估。
1.资料和方法本文研究的青藏高原地区的地面气温采用中国国家气象局CN05地面气温观测资料，海温，土壤湿度，地面气温资料，采用JRA55数据集，研究时段为1961-2016年。
由于消除年代际变率的影响，本文使用年际增量法、经验正交函数分析，多元线性回归等统计学方法来探究高原气温变化及其相关因子。
2.结果和分析2.1增量形式的年平均气温的主成分分析为了准确反映高原夏季地面气温的年际变化趋势，在一定程度上减小年代际变化趋势的影响，我们将高原地区地面气温处理成年际增量的形式，进行主成分分析（如图1）。
可以看到，高原地面气温年际增量的前两个主导模态解释方差分别为47.35%，28.3%，第一模态与第二模态的空间型均表现为：东南-西北相反的反向型变化。
区别在于第一模态东南地区呈现一致的负值区，而第二模态西北地区呈现一致的负值区。
两模态的方差贡献依然较大，表明，高原地面气温的年际增量在空间分布上是依然具有总体的一致性。
西藏道路安全气象指数的预报研究
西藏道路安全气象指数的预报研究德庆卓嘎;王曙东;次仁;吉律【期刊名称】《高原科学研究》【年(卷),期】2018(000)002【摘要】文章通过统计分析,首先确定了影响西藏公路交通的主要气象因子,对其影响给予量化,其次通过对不同天气条件下道路通行能力、交通现状、致灾因子进行分析,根据不同的影响对每种风险因子赋予不同的权重,最后按照气象指数设计原理,计算了交通气象指数和安全阈值,建立西藏公路交通气象安全指数预报。
交通气象指数预报能及时发布以主要国道为主的动态路况信息与公路视频直播系统,即时显示视频直播图像信息,使有关部门可以在第一时间获得准确的交通沿线降雪、结冰等恶劣天气信息和道路安全气象指数。
【总页数】9页(P50-58)【作者】德庆卓嘎;王曙东;次仁;吉律【作者单位】西藏自治区气象局气象服务中心;中国气象局公共气象服务中心;西藏大学理学院;西藏自治区气象局气象服务中心;中国气象局公共气象服务中心;西藏大学理学院;西藏自治区气象局气象服务中心;中国气象局公共气象服务中心;西藏大学理学院;西藏自治区气象局气象服务中心;中国气象局公共气象服务中心;西藏大学理学院【正文语种】中文【中图分类】U492.8【相关文献】1.基于气象适宜指数的四川盆地水稻气象产量动态预报技术研究 [J], 游超;蔡元刚;张玉芳2.西藏感冒气象指数预报方法研究 [J], 格央;仓决3.两种不同产量历史丰歉气象影响指数确定方法在农业气象产量预报中的对比研究[J], 邱美娟;刘布春;刘园;张玥滢;吴昕悦;肖楠舒;庞静漪4.基于开采期预报模型的泰顺县"三杯香"茶叶采摘气象指数研究 [J], 吴群;季海滨;程华利;林宏伟5.西安呼吸系统疾病气象风险指数等级预报研究与应用 [J], 张楠;徐波;刘敏茹;邓小丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
短临预报评定业务系统的构建与功能
合 、 隆淖 、 补 纳林 套 海 、 哈腾 ， 锦 后旗 包 括 团 结 、 杭 头
道桥 、 海 ， 沙 五原 、 海 、 尔 湖 、 吉 泰 ， 拉 特 莳 套 塔 天 乌
大风 冰雹 、 雷暴 、 强降水 天气 及 引发 的山洪等 气象 灾 害发 生 ．给我 市 的农 牧 业生 产及 人 民的生活 造成 较 为严重 的影 响 。 了配 合地 方政府 防灾 减灾 、 为 有效 的 减 少 和降低 气 象灾 害天 气造 成 的损 失 。这 就 需要 短 时、 临近天 气 预报 的及 时和 准确 。为 了规 范业 务 流 程 ， 验 短 时 、 近 降水 预报 的准 确 率 ， 且 减轻 预 检 临 并
１４ 预 报 评 定 ．
研发 及半 年 多 的实际业 务 应用 ， 果 良好 ， 效 解决 了短
临天 气 预报业 务 中 的软实 力 。本 文 将全 面 介绍该 系
统 的功能 和方 法 ， 全 区预报 务人 员交 流 。 供
１ 短 时 降 水 量 绝 对 误 差 的 评 定
１ １ 短 时 、 临 预 报 时效 及 实 况 的 确 定 ． 短
隰 ３ 短 时 （ 近 ） 报 评 定 结 果 临 预
象， １（） ８５， ２ ０５： —１ ０ ４
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２ １ 年 第 ６期 ０１
内 蒙 古 气 象
８ ９
Ｊ务运 行 中 出现 过 的 故 障 现 象 及 维 护 方 碰 的 注 意 事 项 、 验 总结 。做好 雷达 维护 保 障工 作 。 经 维护 人员 还 要 增 强对 整 个 雷 达 系统 的 维 护 和保 养 意 识 ： 入 深 了解 各 个 系 统 的 工作 流 程 ， 定期 检查 、 测 雷达 部 检 件、 内部 参 数 ； 时 掌握 系 统 的运 行 状 况 ， 随 当系 统 出 现敝障时 ， 要仔 细 分 析 故 障原 ， 办法 排 除 ， 时 想 同
短时临近预报系统
1.前言地处亚热带季风气候区，暴雨、雷电、大风、冰雹等强对流灾害性天气频发。
目前，气象卫星探测技术、新一代雷达探测技术不断发展和完善，我省的灾害性天气预警系统建设也取得了很大的成功。
在此背景下，短时预报工作人员迫切需要建立“强天气监视平台”，充分利用这些气象信息新成果，实时监视我省可能出现的强对流天气，并能及时发现短时突发性天气的“蛛丝马迹”，从而准确预报强对流天气。
2.系统建设目标2.1强天气监测平台的具体目标●一能自动侦查预设目录下新生成的文件，并解读文件内容，检查文件中的值是否达到预设阈值。
●二是要能用图形和文字或列表等方式显示卫星、雷达、闪电定位仪、地面观测、探空、数值预报产品等气象信息，并能对达到预设值的气象信息进行声音预警或闪烁提醒、各预警值可设开关功能●三是要与地理信息相叠加，能在图形上反映观测点的海拔高度、地形地貌特征。
●四是能在地理信息的基础上多层叠加显示各种产品，并能选择各图层的消隐/显示状态。
各图层的叠加顺序可调●能列表统计达到预警值的县（区、市）（###）●五是要能多个屏幕显示不同气象信息。
2.2系统要求●基于WebGIS进行开发；●图形的放大采用鼠标左键双击图形放大、右键双击图形缩小，按住左键移动鼠标实现图形的拖动。
●图形显示颜色柔和，功能操作简单。
●要求报警的气象要素报警阈值可以修改。
3.应用系统建设项目3.1地面观测资料地面资料分为自动站资料、本站资料。
自动站资料10分钟更新一次，人工站资料3小时更新一次。
降水、气温、气压、风向风速、湿度从自动站文件中获取，天气现象从人工站资料中获取。
相应的文件格式见附录1。
系统可以综合显示地面资料信息（按天气图填图格式），在显示站点的要素时可以进行单选或多选。
对站点也可以进行区域站和所有站的选择。
表1是地面资料实时监视的气象要素、显示方式、报警阈值3.2卫星云图部分3.2.1同步卫星资料（FY-2E）（1）图像产品EIDMYYGg.awx（红外图像）ESDMYYGg.awx（红外分裂窗图像）ERDMYYGg.awx（中红外图像）EVDMYYGg.awx（可见光图像）EWDMYYGg.awx（水汽图像）其中D（投影方式）：N——麦卡托；L——兰勃托；G--高分辨率兰勃托投影g（观测方式）：A——整点；C——加密(30分)YY(日期)：01 ~ 31G(时次)：0-9和a-n分别代表00～23（2）定量产品降水估计（PRE）：TEGMYYGg.AWX（每天4次）大气运动矢量（AMV）：TWDMYYGg.AWX（红外资料反演的结果，每天4次）TWWMYYGg.AWX（水汽资料反演的结果，每天4次）相当黑体亮度温度（TBB）：TMGMYYGg.AWX（每小时整点）总云量(CTA)：TCZMYYGg.AWX（每小时整点）（3）监测分析产品大雾：XOGMYYGg.AWX/XOOMYYGg.AWX（有事件时分发）3.2.2、极轨卫星资料：文件名：YYYY_MM_DD_hh_mm_AA.ldf其中文件名前五项分别为：年月日时分AA(卫星类型)：NOAA17、NOAA18、AQUA、TERRA、FY1D 资料类型：白天为可见光；夜里为红外3.2.3显示方式以气象云图和地理信息叠加方式进行显示，云图的透明度可以调节。
多尺度资料同化与快速循环精细化短临预报系统研究
多尺度资料同化与快速循环精细化短临预报系统研究多尺度资料同化与快速循环精细化短临预报系统研究摘要：随着气候变化的不断加剧，精细化的短临天气预报对于人们的生活和经济活动变得越来越重要。
多尺度资料同化与快速循环精细化短临预报系统能够利用多源观测数据、模型模拟结果以及机器学习算法，快速有效地进行天气预报。
本文针对这一研究主题进行了综述，包括多尺度资料同化的概念及方法、快速循环的原理与应用、精细化短临预报系统的设计与实施等。
1. 引言天气预报对于人们的日常生活、农业生产、交通运输等各方面都有着重要的影响。
随着气候变化的不断加剧，传统的天气预报模型往往难以满足精细化预报的需求。
多尺度资料同化与快速循环精细化短临预报系统的研究变得尤为重要。
2. 多尺度资料同化的概念及方法多尺度资料同化是指将不同尺度的观测数据和模型模拟结果进行有效融合，以提高天气预报的准确性和可信度。
常用的多尺度资料同化方法有卡尔曼滤波、变分方法等。
这些方法可以将观测数据进行有效的空间和时间插值，并与模型模拟结果进行加权融合，得到更准确的初始条件。
3. 快速循环的原理与应用快速循环是指通过将同化与模型模拟过程相结合，快速迭代计算，以实现快速高效的预报过程。
在快速循环中，可以利用多尺度同化得到的初始条件进行模型模拟，再利用新的观测数据进行同化更新，实现预报结果的持续优化。
快速循环还可以利用机器学习算法对模型误差进行修正，提高预报的准确性。
4. 精细化短临预报系统的设计与实施精细化短临预报系统是多尺度资料同化与快速循环的综合应用。
该系统需要设计合理的数据处理流程、观测数据同化算法、模型模拟算法以及快速循环策略。
在实施过程中，还需要结合地理环境和气候特征进行参数调整和模型优化，以提高预报的准确性和适用性。
5. 结论多尺度资料同化与快速循环精细化短临预报系统能够有效提高天气预报的准确性和时效性。
未来的研究可以进一步探索机器学习在资料同化和模型模拟中的应用，以进一步提高预报系统的性能。
大气波导条件下短临预报预警系统研究
收稿日期:2019-10-10 修回日期:2020-03-02基金项目:国家科技支撑计划课题(2013BAK05B03);国家自然科学基金课题(41365005);海南省气象局青年基金项目(HN2013MS04)作者简介:董凌宇(1986-),男,工程师,硕士,研究方向为大气波导㊂大气波导条件下短临预报预警系统研究董凌宇1,2,莫云音2,3,李 勋1(1.海南省气象台,海南海口570100;2.海南省南海气象防灾减灾重点实验室,海南海口5701003.海南省气象服务中心,海南海口570100)摘 要:海南省属局地强对流天气多发地区,突发性强降水㊁雷雨大风㊁冰雹㊁雷电和龙卷等强对流天气频发,严重影响海南省经济发展和人民群众生命和财产安全㊂为提高海南省气象灾害的监测及预报预警能力,海南省气象台设计开发了海南省短时临近预警业务系统㊂该系统基于CIMISS 统一数据环境,应用SWAN2.0开源开放框架,采用省CS(Client /Server)+市(县)BS(Brower /Server)的两级分布式结构,针对不同类别灾害性天气实现实时监测自动示警,临近时效内发布预警,短时时效内发布预报等功能㊂该系统目前已经投入业务使用,成为海南省省市(县)两级集短临监测㊁预报㊁预警为一体的业务平台,达到了省市县信息快速共享,业务同步联动的服务效果㊂结果表明,该系统制作预警预报产品的流程更加规范,制作生成的产品内容更加标准,制作发布的过程更加高效㊂完善了海南省强对流天气短时临近精细预警预报技术和能力,提高了海南省强对流短时预报时空分辨率和准确率㊂关键词:短临预报预警;SWAN2.0;数据融合;质量控制;WebGIS中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2020)08-0164-05doi:10.3969/j.issn.1673-629X.2020.08.028Research on Short -term Proximity Forecasting and Early WarningSystem under Atmospheric Waveguide ConditionsDONG Ling -yu 1,2,MO Yun -yin 2,3,LI Xun 1(1.Hainan Meteorological Observatory ,Haikou 570100,China ;2.Hainan Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Reduction ,Haikou 570100,China ;3.Hainan Province Meteorological Service Center ,Haikou 570100,China )Abstract :The severe convective weather ,such as sudden heavy rain ,thunderstorms ,hailstorms ,thunderstorms and tornadoes ,frequently occur in Hainan Province ,and seriously affect the economic development of the province and the safety of people ’s lives and property.In order to improve the monitoring and forecasting capability of meteorological disasters in Hainan Province ,the Hainan Meteorological Ob⁃servatory design and develop the short -time early warning business system.Based on CIMISS unified data environment and SWAN 2.0open source framework ,the system adopts Two -Level Distributed Structure of CS (Client /Server )+BS (Brower /Server )of provinces and counties to realize real -time monitoring and automatic warning for different types of disastrous weather ,issuing early warning in near time and issuing forecast in short time.The system has been put into operation at present.It has become the two stage of the provincial and municipal (county )provinces ,which integrates short -term ,temporary monitoring ,forecasting and early warning into a whole ,and a⁃chieves the service effect of rapid sharing of information in provinces ,cities and counties ,and synchronous business linkage.The results show that the process of making early warning and forecasting products is more standardized ,the content of products is more standard ,and the process of making and releasing products is more efficient.It has improved the technology and capability of short term fine warning and forecasting in severe convective weather in Hainan Province ,and improved the spatial and temporal resolution and accuracy of the strong convective short -range forecast.Key words :short -term forecasting and early warning ;SWAN 2.0;data fusion ;quality control ;WebGIS第30卷 第8期2020年8月 计算机技术与发展COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT Vol.30 No.8Aug. 20200 引 言海南省属局地强对流天气多发地区,每年因突发性强降水㊁雷雨大风㊁冰雹㊁雷电和龙卷等强对流天气[1-2]导致的气象灾害多达数十起,经济损失高达数十亿㊂强对流天气所造成的危害已严重影响到海南省经济发展㊁社会和谐安定和人民群众生命和财产安全㊂近年来,海南省气象局全面开展气象综合探测系统㊁预警预报系统等气象现代业务体系建设,逐步完善中尺度气象观测站网,提供了地面自动站㊁多普勒天气雷达㊁闪电定位㊁风廓线等非常规遥感观测资料,为预报员在天气预报预警特别是为短时强降水㊁雷暴㊁雷雨大风等强对流天气的预警和临近预报提供了基础㊂虽然通过气象业务建设,提供了丰富的监测和预报产品,暴雨㊁强对流等恶劣天气实时监测和预报预警能力有所提高,但是预警预报能力特别是暴雨㊁强对流天气和临近登陆台风的路径强度风雨影响程度的预警预报精细化服务能力,仍不能满足政府和公众的要求㊂因此,为了提高海南省对突发性强对流天气的检测预报能力,建立及时科学的预警机制,海南省气象台设计开发了海南省短时临近预警业务系统㊂该系统基于SWAN2.0[3]开源开放框架,采用省CS(Client/Server)+市(县)BS(Brower/Server)的两级分布式结构,针对不同类别灾害性天气实现实时监测自动示警,临近时效内发布预警,短时时效内发布预报等功能㊂缩短了制作发布各类气象灾害预警信号的时间,真正实现省市县业务同步联动㊁产品实时共享㊁预警信号发布协调一致,预报预警服务产品一键式分发㊂完善了短时强降水㊁雷雨大风㊁冰雹等强对流天气短时临近精细预警预报技术和能力,提高了强对流短时预报时空分辨率和准确率,形成了短临预报到短期预报的无缝对接㊂1 系统功能设计海南省短时临近预警业务系统针对不同类别灾害性天气实现了实时监测自动示警,临近时效内发布预警,短时时效内发布预报等功能㊂系统的功能结构如图1所示㊂系统主要由多源资料处理模块㊁数据产品综合显示模块㊁实时监测报警模块㊁短临预警产品制作模块㊁预警产品一键式分发模块㊁精细化格点预报模块等六个部分构成㊂图1 系统功能结构1.1 多源资料处理模块系统涉及的数据有:自动气象站数据㊁基于雷达等观测资料的外推预报数据,卫星数据,闪电定位仪数据,WRF-RUC逐时同化预报数据,中国气象局CMACAST下发的欧洲中心细网格产品,T639细网格产品,日本细网格产品,GRAPES模式产品,WRF模式产品,INCA逐小时产品,海洋模式产品,美国GFS产品,集合预报转化及解释应用等客观订正产品㊂系统的各类数据通过数据库㊁共享目录㊁WebService[4-5]接口㊁CIMISS接口等方式实时获取㊂多源资料处理模块对获取到的数据进行时间规整和初步数据质量控制,接着进行数据解析及数据格式转换,生成标准的数据集,最后对各类标准数据集进行数据融合[6],生成其他模块需要的图形㊁表格及其他自定义的数据格式㊂1.2 数据产品综合显示模块基于WEBGIS[7],综合显示模块可在地图上动态显示各类定量估测预报㊁回波实况及预报㊁自动站各类监测信息以及多产品合成图等内容,为预报员提供决策参考㊂综合显示模块将雷达拼图实况㊁定量降水实况㊁TRACER㊁光流法等多家定量降水预报产品统一规格,统一表达色系和表达方式,基于WEBGIS系统在同一页面进行集成显示㊂可基于不同时长(如0.5H㊁1H㊁2H㊁3H㊁4H㊁5H㊁6H),不同尺度区域(如250KM㊃561㊃ 第8期 董凌宇等:大气波导条件下短临预报预警系统研究和64KM)等指标要素进行信息对比显示㊂基于色斑图模式,系统可显示指定自动站站点的降雨㊁温度㊁风力时间序列图;系统可显示最大降雨量㊁最高温度㊁最低温度㊁最低能见度㊁最大风力信息及所在自动站站点信息;系统可动态显示全省及区域的回波实况㊁回波预报㊁估测降水实况㊁估测降水预报㊁冰雹产品㊁剖面产品等;系统可动态显示欧洲中心数值预报产品,如10米风速㊁2米气温㊁2米日变温㊁3小时降雨㊁海平面日变压㊂各类信息除实时综合显示外,综合显示模块支持各类信息的历史回放功能,基于时间指标和时长指标,可检索查看各类信息㊂1.3 实时监测报警模块实时监测报警模块对经过多源资料处理模块融合处理的各类数据资料进行实时监测,针对不同气象资料的特性,设置不同的阈值,超过相应的阈值后,会根据设定好的预警等级来报警㊂报警主要通过网页预警㊁短信预警㊁电话预警等三种手段㊂网页预警是当系统监控到观测数据强度达到设定的阈值时,会在浏览器端启动声音告警;短信预警是当系统监控到观测数据强度达到设定的阈值时,会根据已设定的短信接收人员,由系统发送相关的预警信息到指定手机号码上;电话预警是当系统监测到观测数据强度达到设定的阈值时,系统会根据设定的电话接收人员自动拨打电话㊂报警流程采用 阶梯式”预警形式进行,分区域㊁分时段㊁分强度进行预警㊂具体规则如下:(1)分区域:外围邻近区域(0km~30km警戒区,30km~50km监控区)㊁属地责任区(预警区)㊂(2)分时段:短临模式预报0~2小时内㊁实况实时监测㊂(3)分强度:雷达回波按分贝进行划分(35分贝㊁45分贝㊁55分贝)㊁自动站观测要素按照预警信号阈值发布标准进行划分㊂1.4 短临预警产品制作模块短临预警产品包括强对流天气及大雾两类产品,强对流天气主要涵盖了短时强降水㊁雷雨大风㊁冰雹㊁龙卷及雷达等天气类型㊂预警类型包括海上雷雨大风㊁海上大雾㊁海上大风㊁台风㊁大雾㊁寒冷㊁雷雨大风㊁暴雨㊁雷电㊁大风㊁高温㊁冰雹㊁干旱等,预警级别根据不同的预警类型可选择支持红色㊁橙色㊁黄色㊁蓝色等级别㊂基于WebGIS平台,通过落区绘制生成各类短临预警产品,以缩短预警产品的制作时间,提高预警产品的发布效率㊂落区绘制预警产品的过程为:在短临预警产品制作模块选择新建预警信号,选择预警信号类别和预警级别,接着使用落区绘制工具绘制灾害区域,绘制完成后,会自动生成预警标题㊁发布时间㊁发布单位以及预警内容㊂1.5 预警产品一键式分发模块预警产品一键式分发模块主要是按照业务规定及相关的业务流程将制作好的短临预警产品发送出去㊂预警产品一键式分发模块主要是通过对接 海南省公共气象服务产品库”,利用 气象产品制作发布与监控平台”的一键式发布功能,实现预警产品的一键式发布㊂实现的发布渠道主要有短信㊁声讯㊁传真㊁网站㊁微博㊁微信㊁客户端㊁电视㊁大喇叭㊁电子显示屏㊁网盘㊁北斗㊁今日头条㊁一点资讯等[8]㊂信息发送流程如图2所示㊂图2 信息发送流程 短临预警产品制作模块制作好预警产品后,会推送至预警产品一键式分发模块,接着预警产品一键式分发模块将预警产品保存到 海南省公共气象服务产品库[9]”, 气象产品制作发布与监控平台[10]”实时采集 海南省公共气象服务产品库”中的预警产品,根据设置好的发布策略,通过现有的各个渠道将预警产品发送出去㊂1.6 精细化格点预报模块海南省精细化格点预报模块的业务由短时临近㊁短期和中期预报三部分组成㊂短时临近预报主要依托㊃661㊃ 计算机技术与发展 第30卷自奥地利引进并实现本地化的INCA系统,基于其输出产品实现人工交互订正㊂短期和中短期预报则依据欧洲中心数值预报及省台WRF中尺度区域模式初步释用产品进行人工交互订正㊂预报全区域为九段线内的所有南海岛屿及海区(东经1050-1200,北纬30-220)㊂预报要素有风㊁降水㊁气温㊁相对湿度㊁能见度㊁云量,形成预报产品覆盖海南省所有海陆辖区,空间分辨率细化至1~5公里,12小时内时间分辨率缩小至1小时间隔,1~10天内时间分辨率为3小时间隔,可实现任意时间地点的动态预报提取,精细至街道㊁村落㊁渔区㊁航线㊂结合业务需求,根据精细格点预报数据,研究制定了数字向文字㊁定量向定性转换规则,并开发了基于精细化格点预报和图文模板标准的文字预报㊁报文预报和图形预报等传统预报产品或专业预报服务产品的自动转换生成技术,最终形成预报产品覆盖本省海陆辖区,精细到乡镇㊁渔区,任意时间地点,多用户的一体化集成业务平台㊂2 关键技术2.1 SWAN2.0SWAN2.0是中国气象局组织开发的集短时临近监测㊁分析㊁预报㊁预警制作等功能为一体的软件系统㊂该系统的推广使用,为各级气象台站开展灾害天气监测和气象服务工作提供了强有力的保障㊂海南省短时临近预警业务系统基于SWAN2.0开源开放框架和技术功能,充分利用该系统的数据处理㊁短时临近算法㊁监测报警㊁产品制作与发布等功能,结合本地短临产品的特点,针对不同类别灾害性天气实现实时监测自动示警,临近时效内发布预警,短时时效内发布预报等功能㊂2.2 雷达基数据质量控制技术雷达在探测气象目标物时,会受到包括地物㊁海浪㊁生物等的干扰,产生大气的超折射现象,这种现象即为大气波导㊂大气波导对现代雷达探测有重要影响,会导致雷达出现超视距传播和探测盲区,从而影响了雷达的探测性能,导致雷达数据中经常存在杂波和亮带等虚假的回波,影响降水产品的准确性㊂利用雷达反射率的三维结构进行雷达质量控制[11]的算法比较成熟有效㊂雷达回波的垂直伸展㊁反射率场的空间变率㊁反射率的垂直梯度可以很好地用于质量控制㊂因此,文中主要采用雷达反射率的三维结构进行雷达质量控制,同时将回波的最低阈值定为12dBZ,在每个 区域”中,当检查发现资料值小于12dBZ的点数超过 区域”内资料总点数的40%时,该 区域”将不被使用㊂雷达硬件故障或者大气波导的干扰,会使得雷达数据存在缺测的情况,对于缺测的雷达数据,文中主要采用局地平均法对其进行填充处理,即当进行资料连续性判断时,如果某个格点的值与其周围至少三个象限内的若干个格点的平均值的差异大于某个特定值的话,即认为该点为资料缺测,用其周围这些点的平均值来填补㊂2.3 多源资料融合分析预警技术针对6分钟间隔的雷达回波采用光流算法实现QPF功能,最终生成0~3小时雷达回波外推与降水预报㊂实现多模式的融合[12-13],实现最高㊁最低气温,逐小时气温,与逐小时㊁3小时㊁6小时㊁12小时㊁24小时降水输出㊂采用SCIT算法,实现风暴自动识别㊁风暴追踪算法,实现风暴预报功能㊂根据EN闪电定位资料,采用光流法提供未来60分钟每6分钟的闪电位置预报㊂对欧洲集合预报51个成员分别采用概率匹配法㊁混合法与融合法分别输出降水预报㊂应用SWAN系统QPE产品㊁自动站实况相融合形成短时强降水精细化格点实况数据㊂应用雷达径向大风速区识别技术㊁自动站实况㊁中气旋识别等结果相融合形成雷雨大风精细化格点实况数据㊂利用雷达风暴特征客观识别冰雹实况形成冰雹精细化格点实况数据㊂应用Grapes/Wrf/INCA模式预报㊁SWAN系统QPF产品结果融合形成短时强降水精细化格点预报数据㊂应用TREC外推雷雨大风㊁冰雹识别结果,形成雷雨大风㊁冰雹精细化格点预报数据㊂统一网格参数等标准,与精细化预报相一致,形成标准化产品㊂应用各类算法,融合格点和站点预报,以及要素预报和强对流天气预报㊂多源数据融合如图3所示㊂图3 多源数据融合㊃761㊃ 第8期 董凌宇等:大气波导条件下短临预报预警系统研究2.4 预报客观订正技术基于精细化格点预报业务的需求,系统开展了基于海岛观测站㊁雷达卫星资料和高分辨率数值模式产品的海洋降水㊁温度㊁风等定量化预报订正技术研究,研究完善基于落区和模式产品动态客观订正MOC方法的格点化定量降水预报技术,以及基于站点预报㊁模式预报和地理信息订正技术的格点化温度㊁湿度预报技术㊂实现了对海洋陆地定量化预报㊁智能化订正和精细化服务应用的完整支撑㊂2.5 WebGIS技术地理信息系统(geographic information system, GIS)是20世纪60年代初发展起来的一门边缘学科,集计算机科学㊁地理学㊁测绘遥感学㊁环境科学㊁城市科学㊁空间科学㊁信息科学㊁应用数学㊁管理科学等众多学科的知识于一体㊂GIS针对特定的应用任务,存储事物的空间数据和属性数据,记录事物之间的关系和演变过程㊂它可根据事物的地理坐标对其进行管理㊁检索㊁评价㊁分析㊁结果输出等处理,提供决策支持㊁动态模拟㊁统计分析㊁预测预报等服务㊂WebGIS是传统GIS在Internet上的延伸和扩展,具备Internet环境下空间信息的检索㊁查询㊁制图输出㊁编辑等空间信息管理和发布功能㊂WebGIS[14-15]支持C/S和B/S等两种结构模式㊂B/S模式具备跨平台的优势,同时可免去安装升级客户端的繁琐操作,为此,海南省短时临近预警业务系统的数据产品综合显示模块选用B/S模式的WebGIS技术来实现气象数据产品的显示功能㊂3 结束语海南省短时临近预报预警系统基于CIMISS统一数据环境,应用SWAN2.0开源开放框架,针对不同类别灾害性天气可实现实时监测自动示警,临近时效内发布预警,短时时效内发布预报等主要功能㊂该系统依托多源观测资料(雷达㊁自动测站㊁卫星),设置不同阈值,可实现对近海海区㊁岛礁附近海区的强对流等灾害性天气进行分区㊁逐级示警,通过后台云电话㊁短信㊁平台页面等多种方式第一时间提醒当班预报员及相关责任人,确保预警及时㊁服务到位㊂该系统还研发了气象灾害预警信号㊁灾害天气落区格点预报等短临预警产品制作模块和一键式预警服务产品分发模块,大大缩短了制作发布各类气象灾害预警信号的时间,提高了预报服务效果㊂参考文献:[1] 曾小团,黄海洪,黄荣成,等.短时临近天气预警集约化业务系统研究[J].气象与环境科学,2017,40(3):125-132.[2] 刘远永,弓中强,朱佳宁,等.安徽省市县短临监测预警系统的设计与应用[J].软件,2018,39(10):229-237. [3] 韩 丰,沃伟峰.SWAN2.0系统的设计与实现[J].应用气象学报,2018,29(1):25-34.[4] 唐良招,何险峰,余华彬,等.基于WebService的农业经济信息交换共享系统[J].计算机应用与软件,2010,27(11): 188-190.[5] 喻 超,王子建,何俊佳.基于WebService技术的变压器故障诊断系统[J].高电压技术,2007,33(4):87-90. [6] 于 鹃.数据仓库与大数据融合的探讨[J].电信科学,2015,31(3):160-164.[7] 吴信才,郭玲玲,白玉琪.WebGIS开发技术分析与系统实现[J].计算机工程与应用,2001,37(5):96-99. [8] 莫云音,李 勋,陈 亮,等.基于中间件的系统对接技术的研究与实现[J].计算机技术与发展,2019,29(7):170-174.[9] 莫云音,李 勋,叶彩荣,等.海南省公共气象服务产品库研究与实现[J].计算机技术与发展,2019,29(6):176-180.[10]莫云音,吴盛洪,陈 亮,等.气象信息发布监控系统应用研究与实现[J].计算机技术与发展,2019,29(8):147-151.[11]潘腾辉,林金城,郑细烨,等.面向数据库清洗的数据质量控制设计[J].信息技术,2017(10):133-136. [12]魏士俨,杨燕明,许德伟.海面风场数据时空融合方法研究[J].计算机仿真,2017,34(11):25-28.[13]XIAO F.Multi-sensor data fusion based on the belief diver⁃gence measure of evidences and the belief entropy[J].Infor⁃mation Fusion,2018,46(1):23-32.[14]KUANG Tianqi,DU Jinglong,ZHANG Weiwei.Simulationof water pollution diffusion based on WebGIS[J].Journal of Computer and Communications,2019,7(7):28-38. [15]SHENG Z,ZHAO Z,LIANG H.Design and Implementationof Food Safety Supervision Management System Based on WebGIS[J].Computer and Modernization,2013,1(5):159-162.㊃861㊃ 计算机技术与发展 第30卷。
基于基数据的西藏地区多普勒天气雷达资料管理与共享系统设计与实现
Ｄｅ ｉ ｎ ｍ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ Ｍ ａ ａ ｅ ｎ ｎ ｈ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ＆Ｉ ｌｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｆ ｒ ｔ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｄ Ｓ ａ ｉ ｇＳ ｓｅ Ｉ ｏ ａ Ｂａ ｅ ｎ Ｒａ Ｄａ ａｏ ｂ ｔ ｐ ｌｒＲａ ａ ｓ ｄ ｏ ｗ ｔ ｆＴｉ ｅ Ｄｏ ｐ ｅ ｄ ｒ
气变化信息 、雷达 运行状 况信息、雷达所在环境信息等 ，所有 的衍 生产 品均是基于此数据 ； ２ 由于基数据为二进制数据格式 ，需要专业 的软件才能读取其 ．
警能力 ，为开展短 时灾害性天气系 统及洪 涝灾 害的监测和预警 、人
工影响天气、中尺度数值预报奠定坚实基础。
随着中国气象局 “ 新一代天气 雷达发展规划 ”的全面实施 ，西
藏地区已相继建成了四部多普勒天气雷达，并逐步投入业务运行。
中的有用信息 ，为便 于该 资料的共 享使用 ，系统开发后 台资料处理
系统 ，实时提取基数据 中最重要 的雷达 反射因子 ｚ 、径 向风速度 Ｖ 、
建立有效收集、管理 、使用多普勒天气雷达资料系统 ，实现 资料的 共享，是最大限度地 发挥 新型探测 设备 作用的关键。 二、西藏 地区多普 勒天气雷 达资料 的管理 及共享 系统 的实现
统发生、发展、成 熟、消亡过程 的有效探测工具 。对多普勒天气雷 达资料 的广泛应 用可 以大 大加强对 中小尺度天 气系统 的探测和 预
藏地 区多普勒 雷达 资料 的管理策略 ： １根据业务需要及该资料 的特 点， ． 确定资料存储管理 的重 点为 雷达基数据资料 ，因为该资料为雷达运 行的基础资料，其 中包含天
共享 。
４ 由于基数据 量大，为便于存储 ，系统采用压缩技术 ，开发资 ． 料 自动压缩 处理模 块，对 基数据 进行有效压缩后存储； ５ 为便 于资料 的共享 使用，与相关 自 ． 动站站 点资料结合 ，提供 按时间和按天气类 型两种 方式进 行资料检索：
具有复杂地形适应能力的INCA短临预报系统介绍
具有复杂地形适应能力的INCA短临预报系统介绍解小寒;王勇;郭倩【摘要】lNCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目lNCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用.lNCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分析中结合地面实况和遥感资料,一方面保证分析中实况信息得以准确保留,另外一方面利用遥感资料来提供基于实况插值的空间结构.lNCA短临预报中使用了经典的相关运动矢量外推方法,并引入了地形影响方案.由于lNCA系统实现了对山区地形的精细化描述,进而充分考虑了地形对要素场的影响,lNCA在地形复杂的山区具有一定优势,在有着山洪地质灾害隐患的地区将能发挥较好的短临预警作用.lNCA在强对流预报中发展了基于lNCA分析场对流参数组合和卫星产品的决策算法来实现对流生消预报.还发展了一个雷暴大风物理参数化预报方案,主要基于雷达观测和短临预报来估算降水粒子载荷和负浮力,进而预报雷暴大风.对lNCA分析和预报进行了验证检验,在短临时段对数值模式有明显提升,lNCA对流算法对纯外推预报有所改进.【期刊名称】《气象科技进展》【年(卷),期】2018(008)003【总页数】7页(P70-76)【关键词】短临集成分析预报系统;复杂地形适应;对流预报【作者】解小寒;王勇;郭倩【作者单位】苏州市气象局,苏州 215131;奥地利气象局,Vienna 1190;苏州市气象局,苏州 215131【正文语种】中文0 引言随着时代发展，公共安全、重大活动保障和社会日常生活对短时临近时段精细化天气预报和灾害性天气预警的要求越来越高，对于降水、温度、风场、湿度、云量等多要素的精细化预报和强对流天气的短临预警提出了更高的要求。
我国幅员辽阔、强对流天气频发，突如其来的强天气经常导致重大人员伤亡和巨大经济损失。
例如：2016年6月23日14时30分左右，江苏省盐城市阜宁县遭遇的强冰雹和龙卷双重灾害，截至6月26日09时，共造成99人死亡，846人受伤。
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料的观测性障碍问题 ， 需要充分利用卫星 、 自动站、 闪电定位 、 常规气象要素等综合观测资料 ， 并以 ＭＩＡ Ｓ系统 Ｃ Ｐ
数 值预 报产 品解 释应 用 为主 ， 获取 大 尺度 和 中小尺 度大 气 运动 的动力 条 件 、 汽条 件 、 气稳 定 度 和触 发 机 制 等 水 大
收 稿 日期 ：０ １１ ．６ ２ １ —２１ 基金项 目： 西藏气象局重点研究资助项 目（０ ９ ２０ ）
气象信息综合 分析处理系统 的信息分 析功 能、 适合西藏高原 的短临天气预报预警 的实用系统 。 关 键 词： 大气科 学 ； 气预报 ； 天 短临预报预警 ； 西藏 高原 ； 强对流天气 ； 气象信 息综合分析处理 ； 系统构 建
文 献标 识 码 ： Ａ 中 图 分 类 号 ： ４８ Ｐ ５
文 章 编 号 ：１ ７ —７ ２ ２ １ ）６０ ８ —８ ６ １１４ （０ １０ —６ ７０
西藏 高原 短 临天气 预 报 预 警 系统 构 建 研 究
肖光梁 肖天贵 假 拉２ 刘辉权 ， ， ，
（． １ 成都 信 息工 程 学院 大 气科 学学 院 ， 四川 成 都 ６０２ ；． １２ ５２ 西藏 气 象台 ， 西藏 拉 萨 ８０ ０ ） ５０ ０
摘要 ： 参考气象信息综合分 析处 理系统和卫星广域 网灾 害天气 短时临 近预报 预警 系统 的界 面操作 特征 ， 利用 现有卫星遥感 资料 、 自动站 资料 、 闪电定位 资料 、 探空 资料和 常规气 象要素 资料等 观测资 料 ， 以及 已研 制 的有关 西
藏高原 的降水 预报 预警 模型 、 理统计诊断模型和三维 云模式 预报模 型等 ， 物 同时考虑 西藏高原 地 区雷达资料 应用 的地理 障碍 ， 设计构建 了西藏 高原短临天气预报预警 系统 。通过可视化 简单编程指令 代码语言 环境实现 了能集成
１ 引言
强对 流天 气 主要包 括 雷暴 、 暴雨 、 线 、 飑 冰雹 、 风等 中小 尺度 天 气 现象 ， 大部 分气 象 灾 害发 生 的重要 影 响 大 是 因素 。在 中国气象 局 的业务 预报 系 统 中专 门设立 了强 天气 预 报 中心进 行 研究 和业 务 预 报 ， 并基 于雷 达 资料 的处 理 建 立 了短 时临 近天气 的预报 系统 。已有 的短 临天气 预报 预警 系 统对 于灾 害性 天气 预报 以及 由此 而产 生 的次生 灾 害 的预报 预 警及 防御 有着 极其 重要 的意义 。在 帮助 气象 服 务 人员 进 行 强对 流 天气 的预报 预 警 中 ， 够快 速 调 能 动 一 切气 象监 测 和气象 数据 收集 分 发工具 ， 行 跟踪 ， 进 监视 其 发展趋 势 ， 并及 时 、 准确 地做 出快 速反 应 ， 向政府 、 有 关 部 门 以及 公 众发 布 已经 出现或 可 能发 生气 象灾 害 以及 相关 灾 害 事件 的种类 、 出现 的 时 间 、 点 、 度 等天 气 预 地 强 警信息 ， 为防 灾减 灾赢 得宝 贵 时间 ， 减少 天气 灾害 带来 的损 失 ＿ 。 １ Ｊ 在现代 天 气预 报体 系 中 ， 国气 象局 组织 开发 了气 象信 息 综合 分析 处 理预 报 系 统 即 ＭＩＡＰ 中 Ｃ Ｓ系统 和基 于雷 达 信 息 的短 时 预报 的 Ｓ ＷＡＮ分 析 系统 。它们 具有 强 大 的图形 显示 、 编辑 功 能和 多种 图形 的叠加 功 能 以及 统一 的 数 据 接 口功能 ， 通过 推 广 ， 两套 系 统 目前 已经在 全 国各级 气象 台得 到 了普遍 的认 可 和应 用 。但 由于 中国幅员 辽 这 阔 ， 地 的天 气气 候 的 区域 特 征差 异 明显 ， 系 统 的要 求 和使 用也 不尽 相 同 ， 在对 系统 的使 用 中都 需 要对 ＭＩ 各 对 故 — Ｃ Ｓ和 Ｓ ＡＰ ＷＡＮ 系统进 行本 地化 开 发 。对 于 西藏 地 区而言 ， 况更 加 特 殊 ， 情 高原 的特殊 地 形地 貌 、 别 的社 会 经 特 济 条件 、 临天 气 预报 系统 Ｓ 短 ＷＡＮ所 需 雷达 资料 信息 的缺 乏 ， 西 藏地 区 的短 临预 报 预 警 系统 的本 地化 重 建 工 在 作 更 为迫切 和 重要 。 因此 ， 经过 与西 藏气 象局 气象 台 的大量 交 流 和研 讨 ， 图在集 成 ＭＩＡＰ 试 Ｃ Ｓ和 Ｓ Ｎ 系统 的 ＷＡ 基 础上 设计 出能充 分利 用西 藏现 有 资料 资源 信息 的西 藏地 区短 临天 气 预报预 警 系统 ， 初 步实 现形 成业务 能 力 ， 并
以利于西藏高原地区短临天气预报预警水平的提高。
２ 系统 设 计 思 路 与 开 发 环 境
２ １ 系统 设计 思路 ．
根 据 已有 的常规 气 象信 息资 料结 合 ＭＩＡ Ｓ系统 特 征分 析 ， 虑气 象 台站 预报 员 对计 算 机 分析 预 报 系统 的 ＣＰ 考 使 用 习惯 ， 过 可视 化 简单 编程 指令代 码 即 Ｖ 通 Ｂ语 言 环境 设 计并 实 现 能集 成 ＭＩＡＰ Ｃ Ｓ系统 的信 息 分 析功 能 并适 合 高原 山地 地 区 的短 临 天气 预报 预警 的实 用 系统 。 以西藏 高原 的强 对 流天气 短 临预 报为 例 ， 计 和构 建西 藏 高原短 临 预报 预警 系统 。系 统构建 中 ， 设 考虑 雷达 资
第２ ６卷第 ６期 ２１ ０ １年 １ ２月
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Байду номын сангаас
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Ｖｌ ． ６Ｎｏ ６ ０ ２ １ ． Ｄｅ ．２ １ ｅ ０１
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ Ｃ ＮＧ ＨＥ ＤＵ ＵＮＩ Ｅ Ｉ Ｖ ＲＳ ＴＹ Ｏ ＯＲ ＦＩ ＮＦ ＭＡＴ ＯＮ Ｔ Ｃ Ｉ Ｅ ＨＮＯＬ ＯＧＹ
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