SWAN2.0系统的设计与实现

强对流天气短时临近预报系统（Severe Weather Automatic Nowcasting,SWAN）是面向短时临近监测、分析、预报、预警制作等功能为一体的业务平台。SWAN2.0基于MICAPS4（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 4.0,人机交互气象信息处理和天气预报制作系统）二次开发框架,采用C/S架构,服务器部署在省级,负责收集数据,运算SWAN产品;客户端部署在气象台站,实现具体的预报业务,并形成算法二次开发接口。SWAN2.0新增了三维变分风场反演、基于分雨团技术的雷达降水估测、冰雹识别等方法,实现了算法管理、产品生成、分析处理、资料检索显示、实时监控报警、预警产品制作等功能。SWAN2.0业务系统已在全国试用,在强对流天气监测、分析和短时临近预报预警中发挥了重要作用。     

国家级中尺度天气分析业务技术进展Ⅱ：对流天气中尺度过程分析规范和支撑技术

中尺度天气分析技术在对流性天气的短期预报业务中发挥了重要作用。文章介绍了国家气象中心正在发展和试运行的对流天气中尺度过程分析规范和支撑技术,旨在为中尺度对流天气的短时临近分析和预报提供技术方法,其客观技术支撑为中国气象局强对流短临预报系统SWAN、强对流天气综合监测技术和自动站资料快速客观分析技术等。文章以2011年4月17日强对流过程为例,介绍了如何利用多源观测资料(常规和非常规资料)快速识别和掌握强对流天气(短时强降水、雷暴大风、冰雹、龙卷等)实况,分析当前对流系统类型及其结构特征,判断未来影响对流系统发生、发展的中尺度环境条件,并综合考虑客观自动外推算法产品,最终指导预报员对未来0～6 h内的强对流天气影响区域进行短临预报预警。业务试验表明,对流天气中尺度过程分析技术可为强对流天气短临预报业务提供重要参考和依据。     

陕西省短时临近智能预报服务系统简介

陕西短时临近智能预报服务系统(简称NIFS短临系统)是一套集实况监测、智能报警、预警发布、人机交互和上下联动为一体的多功能预警业务系统。主要面向省、市、县三级气象部门的一线业务人员,通过与陕西省气象智能网格预报一体化平台、SWAN系统、国家突发事件预警信息发布系统等集约衔接,实现对省、市、县突发气象灾害临近预警服务的及时有效支撑。NIFS短临系统首创性研发了陕西0～2 h分钟降水预报、对流天气分类识别、暴雨客观预警等产品,通过报警信息自动推送、预报指导客观定量、上下在线互动留痕等方式,帮助各级气象台加快改进现有短时临近预报业务流程体系,并为决策部门改进和完善陕西现行短临预报业务制度提供一定帮助。本文介绍NIFS短临系统主要功能及部分关键技术,包括天气实况监测、智能报警、强对流天气预报制作、人机交互订正、预报检验评估、智能管理等系统功能与暴雨预警信号智能报警关键技术,为其他省份气象部门研究开发本地短临业务系统提供参考。     

SWAN在黑龙江省短时临近预报中应用及产品检验

本文针对SWAN本地化应用,分析了雷达数据、资料配置、设置转换等方面在黑龙江省应用的主要技术手段和方法,并通过3 a的实践应用进行了预报产品检验,得出强天气过程中SWAN预报产品和实况比较的系统偏差,为其在短时临近预报中的应用提供参考依据。     

基于MICAPS系统的分县综合预报方法

利用 MICAPS系统的通信、资料处理、数据格式转换、图形图像显示等功能对 MICAPS系统进行了二次开发。它包括实时资料自动处理 ,天气分型 ,相似分析、个例分析、反例分析、动态因子计算 ,动态预报模型建立 ,预报结果集成和最终产品分发等功能。利用本系统制作预报方法 ,无需再处理具体繁杂的气象资料 ,只需把预报思路 (如何分型 ,如何消空 ,选用什么因子 ,用什么方法等 )写入相应的模块 ,预报方法即成 ,而且经验完全预报和 MOS预报都同样可实现     

基于GIS的广西中小河流山洪气象风险监测预警系统

基于中尺度自动站雨量资料、欧洲中心（EC）细网格数值预报雨量资料、广西雷达数据,利用ArcGIS提取河流边界地理信息,通过用MICAPS、SWAN3．0系统二次开发,数值模式产品应用,面雨量对比等方法建立广西中小河流山洪气象风险监测预警系统。系统能自动生成各种气象要素的可视化警报、预报产品．经过在2012年汛期若干天气过程的应用显示了较好的监测预警作用,可以应用到精细化天气预报业务中。     

SWAN雷达产品在甘肃河东地区冰雹短临预报中的应用

选取2011年7月发生在甘肃省河东地区的7次冰雹个例,综合分析SWAN系统输出的雷达产品资料的主要特征,提取冰雹天气的雷达产品资料的指标,根据这些指标利用SWAN系统外推算法资料生成冰雹临近预报产品。通过2012年甘肃河东地区的2次冰雹天气过程对与其同时的临近预报产品检验结果表明,预报效果良好,具有较高的业务应用价值。     

临近预报系统( SWAN)产品特征及在2010年5月7日广州强对流过程中的应用

介绍了临近预报系统(SWAN)产品分类和特征.SWAN系统包括6大类产品和功能:基于实况资料的探测和分析产品、外推预报产品、数值模式与雷达资料的融合预报产品、实时客观检验产品、灾害性天气综合自动报警,以及预报预警制作和发布功能.SWAN系统在2010年5月7日广州地区强对流过程中得到了应用:在一条东南-西北向弓状强回波...     

天气研究与预报预警业务系统

天气研究与预报预警业务系统利用9210工程等现代化建设成果,发挥计算机技术优势和MICAPS平台的功能和作用,充分挖掘天气预报信息资源提高天气分析、研究和预报能力,推进天气预报由人工向计算机智能化方向发展以及天气预报的精细化制作与显示等方面积极探索,为开展天气预报研究和预报业务提供了有益的工具,对于提高气象预报服务水平具有积极作用。     

江西省新一代中短期预报业务流程介绍

按照中国气象局以数值预报产品为基础,以MICAPS预报人机交互系统为工作平台的思路．建立了包括气候背景、预报思路、天气会商、预报制作和管理5个模块的江西省新一代中短期预报业务流程,并重点介绍了数据转换、综合图定义、参数修改、网络改造等有关的本地化工作,以及包括天气形势描述、要素预报的人机交互修改、全省实况描述的预报制作和预报产品自动或半自动生成技术。     

MICAPS4预报业务系统建设进展与未来发展

以精细化预报为标志的现代天气预报业务对高时空分辨率气象数据的应用提出了更高的需求,而传统的预报分析制作系统MICAPS3（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 3）无法满足符合大数据特征的实时预报相关的数据应用。同时,模式预报和集合预报应用已在各专业预报领域中发挥越来越重要的作用,网格预报产品正在涵盖全部的预报业务流程,而MICAPS3无法提供便捷高效的支撑。为解决上述问题,国家气象中心启动了MICAPS4建设,一方面建立了基于大数据的气象实时预报应用技术体系,解决了气象大数据处理、存储、分析和显示效率的关键技术难题;另一方面搭建了多个满足不同复杂预报业务需求的专业化版本。MICAPS4将信息化技术与预报技术、预报业务流程紧密结合,解决了现代化预报方法的平台化集成应用与精细化预报制作的关键技术难题,基于MICAPS4基础框架的多个专业版在中央气象台和部分省级气象台进行业务化应用推广。基于CIMISS（China Integrated Meteorological Information Sharing System）-MICAPS4的海量数据存储环境,极大减轻了系统部署和本地化工作量,显著提升了数据解析及数据存储访问效率。     

一组雷达预警指标在2013年短时强降水中的应用分析

利用一组雷达阈值指标,对2013年四川盆地发生的5次区域性暴雨过程中的短时强降雨进行检验和订正,结果表明,(1)无论针对具体的站点,还是区域面上的短时强降水,预警指标对预警短时强降水是可行的,且预警时效在0~2h内效果较佳。(2)SWAN产品中分析显示,要产生20mm/h以上的短时强降水,满足预警指标的回波需要监测到3个6min以上,通常强回波持续越长,对应的雨量也越大。(3)针对降水面上的预警准确率除2013年7月04日15时的成功预警率在57.1%左右,其余过程中预警指标对未来1h短时强降雨的预警成功率基本在80%以上,误报率基本在20%以下,在误报的站点中,SWAN拼图中回波与单站雷达探测的回波,尤其是在低仰角度上存在较大误差。     

江门地区初春大雾的预报预警业务系统

介绍江门地区大雾天气分型预报业务系统。该系统采用Delphi语言编写程序、应用Access作为数据库进行开发,并采用人机交互方式,简化了预报流程,减少工作量,为及时、准确发布大雾预报和预警信息提供依据。该系统通过自动读取Micaps实时数据,以人工判断锋面、倒槽、切变线等有利于春季大雾的天气形势为辅助,对江门地区初春大雾天气做出客观预报,并对预报结果进行自动检验。     

台风及海洋气象一体化预报平台的开发与应用

台风及海洋气象一体化预报平台为面向台风和海洋气象业务的预报预警服务的支撑系统,集数据采集、转换、预报、分析、产品制作、发布等功能于一体。该平台基于人机交互气象信息处理和天气预报制作系统MICAPS4（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 4）框架开发,结合台风、海洋气象新型的观测和预报数据,实现台风、海洋气象数据的集约化检索与显示、精细化格点编辑、台风和海洋气象产品制作、产品发布等功能。台风及海洋气象一体化预报平台设计基于面向服务和分层体系结构,采用组件化设计方法,涵盖数据解析、分析处理、产品制作、交互工具、配置管理等核心组件,形成可扩展的业务功能模块和二次开发接口,目前已作为中央气象台台风海洋气象预报预警业务的主要平台投入使用。     

兰州市医疗气象综合预报服务系统

利用1996－1998年、2000年兰州市某医院逐日门诊病例资料和同期兰州观测站逐日气象要素资料，运用统计分析方法，建立了兰州市8种疾病（呼吸道、消化道、小儿科、心血管、眼科、内分泌、皮肤科、传染病）四个季节逐日等级预报方程和医疗气象病理知识库。基于气象与疾病的关系，建立了集资料自动收集、加工、处理，MICAPS天气参考，气象要素场的图形化显示、综合预报稿的编辑策划和后台自动填表打印等功能为一体的兰州市医疗气象综合预报服务系统。该系统已于2001年10月投入业务使用，运行结果表明：该系统对8种疾病24小时等级预报效果较好，运行稳定可靠，自动化程度高。     

宁夏灾害性天气短时临近监测预警平台简介

根据完善气象预报预测系统的规划和需求,在继承和改进短时临近预报业务工作多年成果的基础上,宁夏气象台建立了灾害性天气短时临近监测预警平台。该平台设计为B／S和C／S架构有机结合,由数据运算程序集、数据库和网站3个部分交互协作的业务系统。本文从平台设计思路、结构特点、各模块主要功能等对宁夏灾害性天气短时临近监测预警平台作一简单介绍。该平台根据宁夏气象业务发展和防灾减灾实际需要研发,评估、优化、更新、整合了已有研究成果,融合多种探测资料与方法,突出短时临近灾害性天气实时监测预警和多模式预报产品检验评估与综合集成预报技术,建成以集成预报、国家指导预报、中尺度数值预报等定量化预报产品为基础,集“实时监测预警与综合分析、强对流灾害天气预报方法、检验评估与集成预报、预报预警快速制作分发”等为一体的业务平台。     

MICAPS4网络平台设计与实现

针对多源、海量、实时气象数据的特点和高交互天气预报预警的业务需求,设计开发了MICAPS4网络平台,该平台包括服务器和网络前端结构,该平台可以实现网络气象数据叠加显示和交互分析等功能。该平台基于统一气象数据模型和分布式实时计算处理框架对多源海量、实时气象数据进行快速处理、计算分析、网络传输和发布,基于HTML5渲染绘制技术实现了浏览器端气象数据的标准实时渲染绘制和交互操作等。MICAPS4网络平台及基于该平台搭建的国家级、省级专业气象网络应用业务系统运行稳定,实现了海量气象数据的网络快速处理分析、高效渲染绘制、预报预警制作交互操作等功能,对建设国家级和省级气象网络应用系统具有重要意义。     

SWAN和甘肃省气象风险预警产品在岷县一次强对流过程中的应用

介绍了临近预报系统(SWAN)和甘肃省中小河流洪水和山洪地质灾害气象风险预警平台的产品特征及其在2012年5月10日甘肃岷县强对流天气过程中的应用。SWAN系统表明,在强回波影响岷县期间,监测到最大反射率因子达到50 dBZ以上,其对应的高度为9 km;风暴体内垂直积分含水量和回波顶高的极值分别达到15 kg/m2和18 km,表明风暴在影响岷县期间发展旺盛;TITAN风暴产品也较为准确地预测了风暴的发展方向和趋势;定量降水预报产品QPF对本次过程的降水落区预报较为准确,但是降水量级预报偏小。总体来看,SWAN系统在本次强对流天气过程中发挥了很好的监测预警功能。甘肃省中小河流洪水和山洪地质灾害气象风险预警平台在云图、雷达、自动区域站的多资料融合监测中也发挥了重要作用,其暴雨云团加强显示、降水估测等功能都对强对流风暴有很好的监测预警作用。     

大连市人工防雹决策指挥系统

利用大连历史气象资料,系统地分析并建立了防雹作业预警和决策判别指标体系,归纳了防雹概念模型,借鉴最新防雹技术理论、科研成果和作业实践对防雹作业技术方案进行了科学设计和研究。在MICAPS平台基础上,采用新一代天气雷达先进的开发技术,综合集成了雷达探测、卫星遥感、气象探空、地理信息、闪电定位,以及人工防雹最新研究等综合技术,研发出适合大连地区特点的具有防雹作业预警、雹云识别、作业决策判别、作业方案确定、实时效果分析等功能全、自动化程度高、操作简便、科学实用的市级人工防雹决策指挥系统。该系统建成后可投入防雹作业业务使用,且标准化的软件编程也便于系统推广应用。