MICAPS本地化中的使用技巧

随着中国气象局 92 1 0工程的正式业务运行 ,气象信息综合分析处理系统 (ＭＩＣＡＰＳ)也日益被广大预报员所接受 ,特别是ＰＣＶＳＡＴ单收站建设工作的不断完善 ,使ＭＩＣＡＰＳ在更大程度上发挥它的作用 ,在使用过程中发现 ,ＭＩＣＡＰＳ的系统参数经过适当的调整后 ,能够更好的被我们所使用。我们在两年多使用过程中总结了一些经验和技巧 ,供大家参考。1　系统参数文件的修改1 1　修改初始化参数数文件　ｃ :\ｍｉｃａｐｓ \ｃｏｄｅ\ｐａｒａ1 ｄａｔ对应第 1 9类数据格式通过将文件中的经纬度和放大系数进行修改 ,把本站的位置放在合…     

常用Unix Shell环境比较

Shell是各类Unix操作系统与外部最主要的接口,是用户与操作系统之间交互的工具,不同Unix操作系统下缺省使用的Shell各不相同,用户在使用不同计算机时因为Shell的不同产生了许多困扰。文章简述了几种主要的Shell及其历史,介绍了如何选择Shell,比较了常用Unix Shell的异同及不同Shell登录时的初始化过程,最后详细介绍了AIX(Advanced Interactive eXecutive)系统中Korn Shell的启动、初始化文件和一个控制用户登陆的Shell应用实例。     

日常预报制作分发系统的设计思路

预报制作系统使用本地的预报方法初始化预报结果,通过编码和界面2种方法输入,生成预报质量评定所需的文件和预报电码、文字预报、图形预报以及本地“121”语音文件,并分发到NT服务器、“121”主机、电视制作影视中心,且同时将3种预报产品通过卫星向全区发布。     

数字滤波初始化(DFI)在高水平分辨率模式中的应用

数字滤波初始化应用的前提假设之一是不平衡重力惯性波在频率谱上与有天气意义的波动不重叠。随着水平分辨率的不断提高,数值模式能够解析的重力波具有波长更短、频率更高的性质,模式中有天气意义的波动与高频噪声的界线更加模糊,因此,数字滤波初始化在高分辨率模式中的应用性能尚未明确。以一次深对流过程为例,在3 km水平分辨率条件下采用不同滤波参数配置进行数字滤波初始化试验,试图对高水平分辨率预报初始场中高频噪声特征、如何区分具有天气意义的高频信号和虚假噪声、数字滤波初始化在数值预报模式(WRF)高水平分辨率条件下的应用性能等一系列相关问题给出初步的认识。试验结果表明,在针对高分辨率模式进行数字滤波初始化时,原有应用于低分辨率模式的初始化配置参数已不适用,必须根据高分辨率噪声的特点重新设计相应的滤波方案。即使在"无噪声"状态下,有天气意义的信息在模式中也具有与虚假高频噪声一致的表现形式,即大的地面气压变化倾向。数字滤波初始化的确能对特定切断频率的高频振荡进行滤波,但无法区分其性质究竟是具有天气意义的高频信号,还仅仅只是虚假的高频噪声。如果要达到滤除初始场中高频噪声的理想效果、并且消除积分过程中的高频振荡,必须延长滤波时间窗,但这是以增加额外的积分时间、以及有可能损害气象上有意义的波动为代价的。滤波效果越显著,滤波结果对初始场的改变越大,这两个方面实质上是有冲突的,因此,在应用数字滤波初始化时必须在滤波效果可接受和保证预报性能两方面之间进行妥协。最后就数字滤波初始化在高分辨率有限区域数值模式中的可能应用提出了具体的建议。     

简述自动气象站微机更换时的文件快速备份和对接

文章介绍了自动气象站配置的参数文件、生成的数据文件和日志文件保存的目录或文件名,并对如何将参数、数据、El志文件安全、迅速备份和新旧文件的对接进行了归纳整理。     

Micaps2.0在县级台站的本地化设置

通过参数检索控制文件设置,调整作业时间和数据接口、底图文件介绍,制作出参数启动文件和定义综合图,并介绍了Micaps2.0的本地化设置方法及其预报产品的快速制作开发思路。     

GRAPES_TYM改进及其在2013年西北太平洋和南海台风预报的表现

2013年国家气象中心对GRAPES_TYM进行了改进,包括集成GRAPES-Meso模式相关改进（即基础模式升级）、对流参数化过程由Simplified Arakawa-Schubert（简称SAS）升级为Meso-SAS,并对涡旋初始化方案进行优化。7个典型个例试验统计分析表明,基础模式升级可使72 h平均路径误差减小10%,在基础模式升级的基础上对流参数化方案的升级可使72 h平均路径误差减小20%,涡旋初始化方案的优化可使72 h平均路径误差进一步减小10%。基础模式的升级和对流参数化方案的升级对GRAPES_TYM的预报路径系统右偏有明显改进;基础模式升级对强度预报的影响不明显,Meso-SAS的应用对12~48 h强度预报的改善效果较显著,而台风初始化方案的优化可以减小6~24 h预报时段内的强度预报误差。2013年全年台风回算结果表明,升级后的GRAPES_TYM其48~72 h后的路径预报误差较准业务系统减小15%~20%,最大风速预报误差减小4%~16%。      

水汽场初值调整及其对华南降水预报贡献的研究

该文利用GMS多通道气象卫星资料推导得到的降水资料估算出的加热率, 作为非绝热的非线性正规模初始化过程中的非绝热强迫项, 进行风压场的初值调整, 再采用一个与模式中的对流参数化方案相反的逆运算方案, 进行水汽场的初值调整.以保证初始时刻按模式的物理参数化方案计算得到的加热率与由卫星推导的加热率一致. 这一方法在非绝热的非线性正规模初值化的框架中, 使初始时刻的水汽场得到调整.既实现了传统的初始化目标, 又提高了模式对降水的短时预报效果.对华南的两个个例的试验结果表明该文的方法是有效的.     

ENSO hindcast skill of the IAP-DecPreS near-term climate prediction system:comparison of full-field and anomaly initialization

本文使用中国科学院大气物理研究所近期气候预测系统IAP-DecPreS,评估了全场初始化和异常场初始化对ENSO的预测技巧。结果表明:采用异常场初始化方法对典型ENSO和El NioModoki的预报技巧均优于采用全场初始化方法的预报技巧。采用异常场初始化方法的回报结果能超前10个月回报强ENSO事件,超前4-7个月回报相对较弱的ENSO事件。采用异常场初始化方法对El Nio Modoki和典型ENSO的预报技巧相当。此外,采用异常场初始化方法的回报结果能超前1-4个月模拟出典型ENSO和El NioModoki的冬季海表面温度、降水以及大气环流异常的主要空间分布特征。     

Micaps V2.0本地化经验浅谈

根据抚州市气象台Micaps V2．0的运行情况,从参数检索控制文件的本地化设置、主窗口显示的工具条及控件框本地化设置,以及制作必要的新底图文件、参数启动文件、批命令文件和定义综合图等方面,探讨了地市级气象台Micaps V2．0本地化过程中遇到的一些问题,以及解决办法和日常维护经验。这对县级台站的Micaps V2．0本地化设置也有一定的指导意义。     

浅析自动站月报表的预审

每月在进行文件转换前要保证台站基本参数与转换的B文件相符。自动站观测项目除了雨量一项需每年改动外,其他观测项目一般不改动,为保证月降水数据的完整性,需在每年4月30日20时前修改降水参数,若修改参数时在降水,4月份的报表应将自记降水参数改回后再形成A文件。     

云物理初始化对一次强对流天气数值预报的影响研究

基于第二代华东快速更新循环同化预报模式系统,针对2015年4月28日华东强对流天气,分析了云初始化对强对流数值预报的作用和影响。有无云初始化试验对比结果表明,在循环系统中使用云初始化,能够显著提高0~6 h的降水预报评分,强降水的位置预报更接近实况。云初始化能较好地改善初始场水凝物的质量分布,提供较准确的相关对流系统的初始信息,改进强对流区域内水凝物的预报效果,有效避免了模式初始阶段的降水滞后现象,缩短了模式由于初始微物理信息缺失引起的“spin-up”时间。而积分6 h以后的结果与无云初始化的结果差别不大。      

大量气象数据小文件自适应优化传输

为满足气象实时资料传输中大量气象数据小文件的高时效传输需求,对其中的数据传输服务进行优化,提出一种基于实时网络状况的自适应数据传输优化方法。该方法采用优化网络传输协议并使用文件压缩技术,通过获取网络传输线路上的实时参数,实时调整压缩参数和网络传输参数以优化传输性能。在自适应压缩时,通过试验分析和归纳,确立了气象数据小文件标准为文件小于50 KB;根据网络实时状况,设计了基于实时网络状况自适应调整压缩等级的算法。在自适应传输参数调优中,研究了TCP缓冲区大小和TCP并发连接数在GridFTP协议中的重要性,针对实时网络状况,分别设计了自适应调整TCP缓冲区大小和TCP并发连接数的算法,算法提升传输性能65%。对以上提出各自适应参数调整算法进行试验验证表明,融合压缩和网络传输的自适应调优方法能显著提升气象小数据文件的传输性能近500倍。     

人机交互式的中尺度模式初始化方法

为了向英国气象局使用的中尺度模式提供初始场,研制了人机交互式的中尺度模式初始化方法(IMI)。除了使用地面观测外,还使用了卫星和雷达图像。分析人员监视着初始化过程的进行,并能将他们自己掌握的有关天气形势的经验纳入初始化过程。对几个天气个例的主观评价表明,IMI的应用能改进预报质量。     

从初始化中排除潮汐信号方案在全球模式中的应用

对国家气象中心全球预报模式T106L19原有的标准非绝热正规模初始化方案要求外强迫是准静止这一假定进行了修正,将潮汐信号在初始化条件中适当地表达出来并将其从中排除。与三维变分分析SSI的联接对比试验表明,修正潮汐信号后的新方案在消除高频重力波振荡方面与标准初始化方案有同样的效果,但该方案较标准初始化更好地捕捉住了地面气压的半日变化,更接近于未经初始化的分析场。模式7天预报500hPa高度场与分析场的对比检验表明,新方案的距平相关系数和均方根误差都较原方案有明显的改进。     

模式气候吸引子信息约束下的动力协调初始化方法及其在ENSO预测中的应用

为了改善模式初始场质量,减少初值与模式不协调对ENSO预测的影响,针对国家气候中心NCCo海-气耦合模式原初始化方案动力小协调的问题,从利用模式长期耦合模拟资料中的模式气候吸引子信息的角度出发,发展了一种获取观测资料中与模式相协调分量的信息重构方法,提出了一种模式气候吸引子信息约束下的动力协调初始化方案.对该方案回报检验的结果表明:通过反演NCCo海-气耦合模式模拟资料中的模式气候吸引子信息,有助于获取观测资料中与模式相协调的信息分量特征,实现了初始化过程中动力模式与所同化观测资料间的协调.这种基于信息重构方法的动力协调初始化方案,既可以延续原初始化方案利用观测信息较多的优势,又克服了原方案中观测资料和动力模式不协调的缺陷.这种新的初始化方案,消除了观测资料和模式不协调在初始场中产生的小尺度高频噪声,突出了与NCCo模式动力特征相适应的ENSO尺度信息.进而抑制了初始场中高频噪声所引起的快变预报误差的增长,提高了模式的预测技巧.     

GRAPES的新初始化方案

四维变分同化由于引入预报模式作为一项约束,理论上它的分析场已经具有较好的平衡性,但实施时还会有诸多因重力波导致的高频振荡过程,因此,四维变分同化(4DVar)分析仍需要初始化。文中描述了GRAPES全球四维变分同化系统(GRAPES-4DVar)的新初始化方案的科学设计、公式演绎以及试验结果。GRAPES-4DVar的新初始化方案采用数字滤波方案作为代价函数的一项约束控制重力波引发的不平衡结构,约束强加在分析增量上与极小化迭代过程同步进行。新的初始化方案是变分同化系统的一部分,数字滤波的积分时间与4DVar的同化时间窗一致,不会对4DVar产生额外的计算资源消耗;并能适应长时间窗的同化,不会因为时间窗的延长而削弱慢波过程。新初始化方案中,模式轨迹的光滑程度可在变分同化中通过重力波控制项的权重系数方便控制。GRAPES全球四维变分同化的理想和循环同化批量试验都表明,在四维变分同化中,重力波的控制依然非常重要,具有初始化的GRAPES试验,无论分析还是预报技巧都较无初始化的有明显优势。与以前分析和滤波独立实施的旧初始化方案相比,新方案的分析和预报效果略优,同时有效地节省循环同化系统的运行时间,这对四维变分同化来说非常重要。     

MICAPS的本地化和二次开发

主要介绍了东营市气象台对ＭＩＣＡＰＳ的本地化和二次开发,实现了欧洲中心和日本数值预报产品相结合制作平均场分析,设置了适合本地的ＭＩＣＡＰＳ命令行参数文件,并将本台科研成果移植于ＭＩＣＡＰＳ系统上,针对本台从数据接口、定制参数检索、定义综合图、清除多余文件四个方面对ＭＩＣＡＰＳ的本地化和二次开发做了一些初步工作。     

在MICAPS系统中利用分组交换网作单收站自动备份技术

介绍MICAPS系统的虚盘映射和FTP两种文件接收方式，两种方式相关文件参数不同及使用方式的对比。单收站未能收到气象资料时，通过对文件接收方式实现参数的自动修改，利用MICAPS系统FTP文件传输功能从分组交换网实现省（市）到县接收气象资料的功能。     

地面气象观测数据文件预审中的常见问题及其处理

结合2003～2005年广水市气象局对A文件的预审实际,指出了审核规则库建立过程中应当注意参数尺度设置问题,还对A文件预审的基本内容进行了归纳,最后从数据文件格式错误和预审数据文件常见问题这两个方面分别提出了预审中相应错误信息的处理方法。