基于CIMISS全国精细化格点预报业务数据环境系统设计与实现

随着精细化预报业务不断发展,迫切需要建立支撑国省网格预报实时同步、协同一致的全国精细化格点预报业务数据环境。本文分析了精细化预报业务的特点,阐述了基于全国综合气象信息共享平台(CIMISS)的精细化格点业务数据环境的系统架构、数据流程、核心功能及相关技术实现。业务运行结果表明,数据环境实现了国省间格点预报实时同步和共享,有效支撑了预报产品的及时订正和发布,保证了国省格点预报一致性。     

陕西现代气象一体化格点预报平台简介

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。     

内蒙古精细化格点气象要素预报的应用分析

文章基于内蒙古精细化格点气象要素预报,采用普通克里格、反距离加权、双线性插值法,优选气温和相对湿度的最优插值方法,制作站点预报并检验。结果表明:(1)对气温和相对湿度应用效果最好的插值法分别是双线性插值法和普通克里格法;(2)08时起报当天气温和相对湿度的预报效果均好于前一日20时起报预报,日最高气温预报准确率最高,为77.83%,预报与实况相关系数达到0.8211,日最低气温、日平均气温及日平均相对湿度相关系数达到0.6以上;(3)高温预报值总体小于实况值,08时预报准确率为70%～93.94%,20时预报准确率为54.55%～93.33%。     

针对模式风场的格点预报订正方案对比

为了将格点观测融合产品用于模式预报产品的滚动订正中,获得精准的预报效果,使用国家气象信息中心HRCLDAS（High Resolution China Meteorological Administration Land Data Assimilation System）业务系统产生的高频次格点风场融合产品作为实况资料,采用两种风场模型和8种格点误差订正方案,对模式风预报产品进行订正预报试验,试验选择欧洲中期天气预报中心10 m风预报产品的2017年1月1日—2月28日以及2017年6月1日—7月31日两个时间段,进行了预报模拟试验,对8种格点误差订正方案的订正结果进行检验,同时将订正场插值到站点,使用国家级2400个地面气象站风场资料进行站点检验,结果表明:无论从格点还是站点检验的平均绝对偏差、准确率、绝对偏差分布频率结果看,采用基于模式和实况因子的全格点滑动建模订正方案具有最佳的订正效果。     

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。     

基于MICAPS 3.2平台的格点编辑平台设计与开发

文章主要介绍了基于MICAPS 3.2系统框架的格点编辑平台的设计及实现。文章首先介绍了美国AWIPS预报系统中图形化预报平台(GFE)的功能,随后介绍了MICAPS 3.2的二次开发思路,基于"插件树"的模块及资源管理方式,以及在此基础上的交互式格点编辑平台的实现。最后,介绍了目前的格点编辑平台在业务场景中的具体应用及其起到的作用,并最终提出了未来该平台的发展方向及目标。     

基于GIS的山区精细化降雪预报平台设计与实现

利用近年的常规气象观测资料、协理员上报的雪深资料、自动站气象观测资料等,与EC、Japan、GFS等细网格预报产品和省级精细化指导预报产品进行对比,并建立预报性能较好的降雪预报产品,通过统计模型将模式精细化降雪预报产品进行自动订正,并将结果在预报平台中展示.该平台可进行图像交互及编辑订正,核心功能模块包括快速调阅和切换...     

“秦云工程”气象数据对接的设计与实现

依托以CIMISS为核心的省级集约化气象数据环境,通过架构分析、接口定制、数据同步、存储和数据服务等关键技术环节的研究,实现"秦云工程"气象云的数据对接。为开展其他行业大数据接入"秦云工程"并进行交换和共享,具有一定的指导与参考意义。     

陕西省精细化预报评分系统

2003年,陕西省率先开展了精细化预报,为了及时评定各台精细化预报成绩,2005年省气象局立项开发了精细化预报评分系统。该系统开发采用CS结构和网络编成技术,实现了客观化、自动化、网络化运行。经过2006年试用,操作方便,结果可信,适合地市气象台和业务管理人员使用。     

格点选择对MAPS面雨量预报效果的影响

以MAPS数值预报产品为基础，采用1998～2001年MAPS数值格点降水预报场资料，选取长江上游六大流域不同的代表格点计算该流域不同时段、不同时效的面雨量。以历年面雨量实况为标准，对上述时段面雨量预报值进行相关分析。结果表明，格点选择不同，该流域面雨量预报结果存在较大差异，对于MAPS数值降水预报而言，采用将格点北移1纬度、东移3经度的方式，其预报效果最佳。将这种格点选择方式应用于2002年长江上游六大流域面雨量预报，其效果较好。     

陕西省环境气象指数预报方法介绍

根据气象要素的敏感性和依从性原理,采用统计、因子加权、经验模式、历史资料反查、气象指数延伸和概念模型等6种方法设计开发了陕西省城市环境气象指数32种。为便于使用和根据生活和生产实际情况,将指数进行了等级划分,并提出相应的建议和措施。     

基于MICAPS 4的精细化天气预报平台设计及应用

基于气象信息综合分析处理系统第4版(Meteorology Information Comprehensive Analysis Process System4,MICAPS 4)的精细化天气预报平台的设计与应用。从我国精细化气象格点预报业务需求出发,介绍了精细化预报系统的总体组织结构和数据流程,基于MVVM模式的总体架构设计、功能设计以及实现。平台采用高性能的分布式内存对象缓存技术,提高了系统运行效率;采用模型视图分离,将数据逻辑与用户界面剥离,增强其可扩展性,更便于省级本地化应用;开发了要素场协调性处理功能,集成了降水、温度等客观预报算法,并提供丰富的主/客观交互工具。目前,该平台已在业务中应用,为全国精细化预报业务提供了重要支撑。     

精细化预报订正平台设计

在精细化预报订正平台特点及需求分析的基础上,阐述了精细化预报订正平台的设计思路、流程结构和主要功能.该平台在合理划分预报制作相似区的基础上,以预报制作相似区内订正点与关联点之间各预报要素关联关系为依据,以精细化气象要素客观预报产品或上级指导预报产品为预报蓝本,通过文本、图形两种修改方式,完成对高时空密度、多预报要素值的修改订正.为开展精细化预报业务,实现国家、省、地(市)三级预报部门逐级指导、属地订正业务流程提供了技术支撑.     

降水格点数据的无损压缩方法

在大气科学领域,格点资料是资料存储和交换的主要形式。为了提高存储和传输效率,设计快速高效的压缩格式对数据进行压缩具有重要意义。由于气象资料要求较高,压缩必须是无损的。降水量是一种特殊的气象要素,它的空间分布是不连续性的,不宜采用连续要素的无损压缩方法。分析降水格点数据的基本特点,采用行程编码（RLE）思想,结合洗牌技术和熵编码,设计了降水格点数据的无损压缩方案。结果表明：该方案具有较高的压缩比,可以应用于各种空间分布不连续的气象要素的无损压缩,在大气科学领域具有很好的应用前景。     

陕西气象陕西省气象信息服务系统的设计与实现

陕西省气象信息服务系统以全国综合气象信息共享平台（CIMISS）作为数据源,采用B/S模式开发,实现了气象要素检索下载、温度、降水量曲线绘制、气温色斑图显示等功能。应用实践表明,以CIMISS作为数据源,解决了气象信息数据源不统一的问题,且可为用户提供丰富多样的基础气象数据服务产品。

     

上海市电力负荷与气象因子关系及精细化预报

电力负荷预测是电力调度的重要参考依据,气象条件对电力负荷有重要影响。利用上海市2004—2008年15 min 1次的电力负荷资料和宝山气象站 (区站号58362) 同一时段3 h 1次的气象观测资料,对上海市电力负荷特征进行分析,发现不同温度区间和不同天气类型电力负荷的日变化特征有明显差别。采用逐步回归方法得到各温度区间日平均气象负荷率的预报方程,通过系数订正,得出不同天气类型的逐时负荷预报。2009年试报结果显示:采用预报日前3 d的趋势负荷平均值作为预报当日的趋势负荷值,得到的日平均负荷预测值的误差最小,约为3.6%;非工作日日平均负荷的平均预报相对误差比工作日大;日平均气温超过18 ℃时,工作日日平均负荷的预报误差较小;低于18 ℃时,预报误差明显增大;逐时负荷平均预报误差约为4%。     

全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。     

高频精细化气象格点数据实时处理系统设计与实现

以高频海量气象格点数据为研究对象,针对传统实时处理系统数据处理效率不高的问题,设计并实现了高频精细化气象格点数据实时处理系统的总体架构和业务流程,在分析海量高频次气象格点数据特点的基础上,设计和实现了符合气象业务需求的分布式存储模型;利用多通道动态感知技术实现了动态多通道的文件处理和文件到达的快速感知触发;利用实时数据快速处理技术实现基于精准位置寻址的快速数据块定位算法,进而实现数据块的精准定位;利用数据按需实时截取技术实现了在空间范围内按需进行裁剪的截取算法,进而实现数据按需抽取;实际业务应用表明,系统有效地提升了半结构气象数值预报产品数据的实时处理效率。     

对德国和日本格点降水预报在吉林省2005年汛期强降水预报中的检验分析

1引言 随着气象现代化的快速发展及预报技术手段的逐渐丰富,对预报质量要求也越来越高,如何将各种丰富的数值预报产品和制作精细预报相结合,是我们迫切需要解决的问题。数值预报要素预报一直是我们实际工作中预报降水量的主要参考依据,所以数值预报产品的正确释用是提高天气预报准确率、提高气象服务质量和水平的关键问题。