ASCAT土壤湿度数据在新疆干旱监测中的应用

截至目前,欧洲气象卫星组织新一代"Met Op"系列卫星搭载的先进的ASCAT散射仪所观测的土壤湿度数据在我国尚未得到应用。本文拟通过使用NOAA的先进算法处理ASCAT土壤湿度数据,并开发干旱预报系统以用于监测新疆土壤水分来预测其干旱情况。文中首次使用ASCAT土壤湿度数据、前沿人工智能技术在新疆干旱监测中,为干旱监测提供了新的研究思路,开发出新的干旱预报系统对土壤水分等级有一定的预报能力,其中新设计的干旱指数-Met Op卫星反演的土壤湿度距平百分数可以有效提高干旱监测的时间精度,便于更好地开展决策服务。     

MICAPS预报业务平台现状与发展

文章介绍了气象信息综合分析处理系统(MICAPS)系统开发的过程和MICAPS未来发展计划,重点介绍了MICAPS第三版开发的基本情况、系统构架和系统中使用的关键技术和算法。MICAPS第三版采用开放式构架,基本框架负责系统主界面、地图投影、图层控制等基本功能,各种功能模块通过扩展功能模块实现,对系统二次开发提供最大限度的支持。MICAPS第三版实现了MICAPS定义的各类数据,如地面观测、高空观测、离散点数据、标量和矢量格点场、城市预报台风路径、地理信息等的显示,并增加了雷达主要PUP产品、雷达基数据、卫星GPF数据、卫星AWX格式数据、GPS水汽、闪电定位、AMDAR资料、风廓线数据等资料的显示,增强了网络资料检索、菜单资料检索、综合图检索等数据检索能力,增加雨量累加、会商支持、历史资料检索应用等实用功能。     

广域网加速在FY-3气象卫星数据传输中的应用

风云三号 (FY-3) 极轨气象卫星数据传输系统需通过广域网链路,将海量卫星观测数据从卫星接收站快速传送到资料处理中心。该文研究广域网加速技术,解决广域网链路中传输气象卫星海量观测数据延迟高、带宽利用低等难题。文中针对FY-3气象卫星观测数据传输量大、时效要求高的特点,分别分析了数据压缩、数据缓存和协议优化3种不同加速技术对卫星数据的传输优化效果,并根据分析结果提出了一种适用于气象卫星数据的广域网传输加速架构。该架构结合3种不同加速技术设计了TCP代理模块、数据段索引模块和HS-TCP传输模块以及相应算法分别实现了数据压缩与缓存和协议优化等功能。通过测试和实际运行表明:在该加速架构下卫星数据广域网传输速率提高了50%~243%。     

甚高分辨率卫星云图接收设备简介

利用气象卫星拍摄大面积云层照片,是监视天气的一种好方法。卫星云图就是将气象卫星拍摄的云层照片,以电视传真的方式传送到地面接收站,并冲洗成照片。卫星云图的应用,为天气分析和预报提供了一种新的直观和大范围的云层资料,尤其是对台风的监视、跟踪、定位,更显示了它的作用。实践证明,卫星云图对于高原,海洋等气象台站稀少的边远地区,是天气分析预报的一种重要的工具;对于测站较密、观测资料较多的地区,也是一种有用的预报工具。     

气象卫星资料在我国天气分析和预报上的应用

我国从1969年开始将气象卫星资料用于天气分析和预报。目前各省都有自动图片传送系统(APT)接收站。大多数自动图片传送系统(APT)接收站是接收泰罗斯-N(TIROS-N)卫星的低分辨扫描辐射仪云图,有几个站接收日本地球静止气象卫星云图,中央气象台还接收由华盛顿世界气象中心和日本气象厅发送的太平洋的卫星探空和测风资料。大多数天气预报部门的预报员在做短期预报时,常常参考卫星云图资料。根据近十年使用气象卫星资料的经验,我们认为卫星资料对于改善天气分析和预报是有用处的,尤其是在西藏高原和我国邻近海域,卫星资料是天气分析和预报的重要工具。     

中分辨率成像光谱辐射计(MODIS)摘要

N A S A 的地球观测系统 卫星传感器是每天获取全球数据的有效手段。N A SA 正在 同国内外的科研机构合作设计、开发、发射先进的卫星传感 器，使科学家们能够观察和测量全球动态。早在８０ 年代初期， N A SA 就开始设计地球观测系统（E O S ），其首要任务就是观测 地球这个行星。E O S 由３ 个部分组成：空间观测系统、科学研 究计划和数据信息系统（E O SD IS）。E O SD IS 可处理和存储接收 的数据，使研究人员更好地利用这些数据信息。 E O S 的第一部分，即空间观测系统，由一系列中…     

气象卫星资料同化的科学问题与前景

从数值天气预报资料同化的角度,分析了气象卫星观测与常规气象观测的不同特点形成了卫星资料同化的特殊科学问题.由于各类星载遥感仪器所观测到的是一定波长的电磁辐射,不能像传统的直接观测资料一样被预报模式直接应用.又由于卫星观测对象是整个大气层,而不是特定高度的大气,因此确定卫星观测影响的高度和它的潜在垂直分辨率成为一个关键问题.卫星观测还可能存在着系统性的偏差,这与直接观测的误差互相独立也有很大区别.资料同化通常建立在模式预报(即背景信息)与观测量的比较的基础上,为了实现同化,需要将模式的基本大气变量转换成星载仪器所获得的特定波长的电磁波特征量,或者将观测到的电磁辐射特征量反算成大气的特征量.前者需要引入复杂的观测算子,后者则将复杂的反演过程交给了前处理阶段.这就形成了直接与间接同化卫星资料的两种不同策略,策略的选择取决于同化系统处理复杂观测资料的能力,对同化效果有决定性的影响.逐个分析了目前用于数值预报的5种卫星观测资料,即星载大气垂直探测器资料、大气运动矢量资料、散射仪海面风资料、卫星观测的云与降水信息资料与GPS掩星观测资料的同化的进展与有待解决的主要问题,概述了中国近年在大气垂直探测器等卫星资料同化中的研究进展及其业务应用的效果,并提出了今后需要予以特别关注的研究方向.     

利用深度学习融合NWP和多源观测数据的闪电落区短时预报方法

强对流短时预报(2—6 h)具有较大难度.一方面,基于观测数据的外推已基本不可用;另一方面,高分辨率数值模式(High-resolution Numerical Weather Prediction,HNWP)的预报性能有待提升.利用深度学习方法,将卫星、雷达、云-地闪电(简称闪电)等观测数据和高分辨率数值模式预测数据...     

在台风业务系统中使用卫星云导风资料的试验

在国家气象中心台隐数值预报业务系统中引入国家卫星气象中心提供的卫星云导风资料,进行两项预报试验。第一项是把卫星云导风资料作为观测资料进行最优插值客观分析;第二项是将云导风资料加入到轴对称的人造台风模型风场上,使之产生非对称风场。试验结果表明：卫星云导风资料作为观测资料进入模式后对减小台风路径预报误差效果明显;用云导风形成人造台风模型非对称风场可进一步提高台风路径预报精度。     

9210工程省级计算机网络与原有气象业务系统间的应用结合

通过网络互联,实现了现有气象业务系统利用卫星网提供的实时观测数据,提高了预报工作的实效性。     

海雾预报研究综述

从统计预报和数值模拟预报两方面回顾了过去几十年国内在海雾预报技术上的主要研究进展。统计预报方法是中国沿海气象台站预报海雾的除天气学方法外的主要工具,一定程度上能提高海雾预报准确率,但无法摆脱自身经验统计的缺陷。随着计算机技术的飞速发展,海雾数值模拟和预报应用越来越广泛,并将成为海雾预报主流方法。海雾数值预报模式的发展经历了从一维到三维、从单一大气模式到海气耦合模式的过程。而研发先进的数据同化技术,同化更好的卫星资料弥补海上观测缺少的不足,选择最合适的边界层与微物理参数化方案,进行高分辨率三维数值模式集合预报,将使海雾预报准确率明显提高。     

有云条件下HIRS/3资料的同化及其对“珍珠”台风的影响

卫星红外辐射资料汽接同化容易受到云的影响,大量卫星资料在有云情况下无法直接同化,其原因之一就是初始云结构难以获取.而云结构是同化系统观测算子的重要输入参数,缺乏云的结构信息,观测算子尤法模拟有云环境下的亮温.热带地区以及台风、暴雨等极端天气系统与云密不可分,要改进卫星辐射资料特别是红外资料直接同化的效果,需要获得较高精度的云三维结构.在GRAPES-3DVAR(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System,全球/区域同化预报系统)基础上,结合WRF(Weather Research and Forecasting Model,天气研究和预报模式)对"珍珠"台风云结构的模拟,增加模拟的云参数作为GRAPES-3DVAR同化系统中RTTOV模式(fast radiative transfer model for TOVS,快速辐射传输模式)的输入参数,改进了有云环境下卫星资料直接同化的观测算子,研究了红外辐射资料直接同化的方法,并分析其对"珍珠"台风预报的影响.针对NOAAl6(National Oceanic and Atmospheric Administration,美国国家海洋和大气管理局)的HIRS/3(High Resolution Infrared Radiation Sounder,高分辨率红外辐射探测仪3型)第4-8、10、13 19通道辐射亮温的同化试验表明,结合初始云结构信息改进同化系统观测算子,可以将红外辎射资料的观测信息同化到模式之中,改进台风温度、湿度结构,对短时降水预报有正面影响.     

深圳市气象台预警信息显示系统

《深圳经济特区台风暴雨预警系统》是我国最早的中尺度气象基地建设项目之一，预警信息显示系统是该系统的一个重要组成部分；该系统将自动气象站网资料、高密度的雷达资料、卫星云图等气象信息以及主动预警的形式实时、生动、直观的方式显示出来，使预报员充分地将中尺度的资料应用于预报服务中，使之发挥更大效益。本系统完全实现收集、处理和动态显示的自动化。     

改进的静止卫星云图软件处理系统

静止卫星云图是科研业务工作的重要观测数据。在静止气象卫星更新换代的背景下,旧版静止卫星云图处理系统已经不能适应处理新数据的要求。文章简要介绍了改进的静止卫星云图软件处理系统的新数据接口与新功能。新软件能够兼容的数据包括9210下发的多种类型AWX格式卫星资料,GPF(Geostationary-satellite Project File)格式资料,HDF5格式云图资料,北京大学存储的GMS-5、GOES-9、MTSAT-1R等资料;新功能包括云图动画、云图通道切换、客观分析诊断、等值线图、流线图、格点矢量图、云图的增强显示、通道间计算、TBB/反射率等值线图、TBB统计、卫星数据格式转换等。     

多光谱卫星图象综合处理系统的可视化设计

多光谱卫星图象中蕴涵着丰富的气象信息，在天气监测和预报工作中发挥了重要作用。为使多光谱气象卫星图象更好的为气象工作服务，我们初步开发了多光谱卫星图象综合处理系统(MSISPS)。本文详细地论述了多光谱卫星图象综合处理系统的可视化设计原理、思想和方法以及此系统实现的主要功能。还介绍了位图显示、动画处理、创建新窗口和状态栏利用等关键技术在MSISPS中的应用。与现在的相关的软件相比，MSISPS实现了多光谱卫星图象的云分类分析、降水场分析和湿度场分析的可视化和交互式操作，使气象卫星图象处理的新技术和新方法得到了简便、高效、快捷的应用。     

TIROS-N卫星HRPT的地面接收和处理系统(上)

为了更好地接收和处理气象卫星资料,最近,我国从美国引进了卫星资料接收和处理设备,并加上部分国产设备,组成了静止气象卫星GMS和极轨卫星TIROS-N高分辨图像发送(HRPT)的地面接收处理系统。整个系统安装调试后,经过数月运行,证明功能较好。预计该系统投入业务后,将为预报部门提供重要的卫星气象资料。为使广大读者了解该系统的特点和主要功能,本文作一扼要介绍。     

Real-data assimilation experiment with a joint data assimilation system:assimilating carbon dioxide mole fraction measurements from the Greenhouse gases Observing Satellite

Tan-Tracker碳卫星资料联合数据同化系统是针对即将发射的中国的碳卫星TANSat,并基于先进数据同化算法PODEn4DVar,同时采用了联合数据同化的策略,紧扣碳卫星资料同化的这一国际前沿开发的面向科研和应用的碳卫星资料同化系统。本文设计运行了Tan-Tracker碳卫星资料联合数据同化系统同化GOSAT卫星CO_2浓度观测的真实同化实验,并评估了Tan-Tracker碳同化系统的可行性和有效性。经过同化后的结果与模式模拟结果同观测对比,均方根误差有了明显的下降(约30%),特别是在地面观测严重缺失的非洲北部、印度半岛、南部非洲、美国南部、澳大利亚西部等地;同时与观测的相关系数并无很大的差异。总体而言,Tan-Tracker碳同化系统成功完成真实数据同化并有较好的结果。     

精细数值预报在60周年国庆天气服务中的应用

在60周年国庆天气服务中,使用ARPS实时分析预报系统,将地面观测、探空、自动站、雷达基数据和风云2卫星TBB等多种观测资料同化,使用较多的观测数据调整模式初始场,对天安门地区未来3天的天气逐日进行精细化数值预报。对ARPS系统的降水落区和量级预报能力及单点降水预报准确率检验结果表明:对于秋季低槽东移造成的华北地区的大范围降水,ARPS系统有较好的预报能力,12-36 h预报的1 mm降水落区与实况十分吻合,降水量预报通常略大于实况;对单点的1 h的累积降水预报,预报降水的开始时间较实际降水时间提前1-3 h,1h累积降水随时间增大或减小的变化趋势预报比较准确。综合看来,使用ARPS实时分析预报系统进行精细化天气预报是可行的,数值预报的结果对于精细化天气预报决策具有较好的参考价值。     

贵阳市第九中学气象信息综合教学系统

该系统实现了通过电话拨号方式接入贵州省气象信息网络中心气象数据服务器，获取所需要的常规填图资料及其分析资料、卫星云图资料、贵州省区域气象加密观测资料等图形文件资料和天气预报资料等文本文件资料。同时将收到的气象资料经过处理后回显，实现了异地与省气象台同步显示各种实时的气象资料，使常用气象资料共享得到充分体现。     

基于百度地图的精细化格点预报显示

精细化格点要素预报是目前中国气象局的主推业务和未来天气预报的发展方向,如何有效地将预报产品提供给用户使用,是精细化格点预报的最终环节。本文介绍了基于百度地图API的陕西精细化格点预报显示系统,系统主要实现了:(1)降水预报,以CMORPH(NOAA Climate Prediction Center Morphing Method)卫星与全国3万个自动观测站的逐时降水量融合资料为基础,通过动态偏差订正的方法来提高格点降水的预报能力;温度预报,采用滑动线性回归的方法来改善温度预报效果。(2)任意位置的地理信息获取及对应格点240h预报时效的气象要素实时展示。(3)格点气象要素向站点转换,通过格点值提取全省98个观测站逐3h站点预报值,实时分析过去24h降水、温度预报与观测值的误差,供用户预判未来预报值的可能误差趋势;并提供未来168h逐日要素预报。(4)与以往的数据库后台支撑不同,本系统直接将3.5GB格点预报数据一次性读入内存,进行侦听,解决了数据库检索、调用效率低下的问题。