气象信息综合分析与处理系统第四版特点解析

  “当预报员打开MICAPS4(气象信息综合分析与处理系统)之后,不同类型数值系统的预报结果便会跳跃而出。根据近期的预报检验结果,MICAPS4会‘告诉’预报员哪几个预报模式的结果最准确,并将其推荐为首选。此外,MICAPS4还会将预报概念模型吸纳其中,找出相似的天气过程,供预报员参考。”MICAPS4项目负责人、国家气象中心副总工程师罗兵向记者勾画了未来预报员利用MICAPS4制作天气预报时的场景。

  “目前,MICAPS4的基本框架已开发完成,进入到了业务功能开发阶段,今年年底将在中央气象台和部分试点省(自治区、直辖市)气象局进行测试应用。”国家气象中心预报系统开放实验室副主任薛峰告诉记者,现代化、精细化、专业化、智能化正是MICAPS4的亮点。

  支持大数据显示 体现预报的现代化

  MICAPS能够在可视化的界面上,实现各种天气实况和预报资料的快速显示和人机交互分析,作为预报员分析天气形势、制作天气预报产品并进行气象信息发布的业务平台。

  “MICAPS4是MICAPS系列的最新版本,其现代化体现在凭借最新的互联网技术,综合应用气象预报技术发展成果,如数值预报技术、集合预报技术等,协助预报员进行天气分析和预报制作。”罗兵告诉记者。

  “以往,天气预报主要依赖于预报员的经验和主观判断。随着高分辨率数值预报技术和集合预报技术的发展,预报员的价值逐渐体现在对数值预报模式结论的改进和修订等方面。以往我们获取的多是单点或落区预报产品,而现在则更趋向于高分辨率格点化预报产品。MICAPS4对于格点化、概率化预报的支持正是它最为核心的应用功能。”薛峰说。

  参加过MICAPS3研制的国家气象中心正研级高级工程师李月安告诉记者:“天气预报是真正的大数据业务。2000年前后,中央气象台每天的数据更新量大概是100多MB,而现在仅T639集合预报产品的日更新量就有30GB,全部资料日更新量接近200GB。要想支持高分辨率数值预报以及集合预报产品的应用,MICAPS4就需要高效处理呈数量级增长的气象资料。”

  为了快速处理剧增的资料,MICAPS4应用了最新的互联网技术,如使用拥有上百万个计算单元的图形处理器代替只有几十个计算单元的中央处理器;将原本存储在一台机器中的数据分散存储于多台机器中,加快数据分析处理的速度,使图形显示方式一目了然,帮助预报员高效浏览气象资料。

  将预报员智慧引入系统中 实现预报的智能化

  与前几个版本相比,MICAPS4在智能化方面更胜一筹。MICAPS4除了继续发展各类等值线、剖面、时序等传统分析外,还能够识别出各种形势场,如槽线、脊线等。值得一提的是,它还能够将预报员的经验和智慧吸纳其中。通过长期的预报实践,每位资深预报员都会形成一定的概念模型,这也是他们进行预报的依据。

  所谓MICAPS4的智能化,就是将预报员“久经考验”的概念模型运用其中,部分取代人工分析。“我们把预报员的思想引入到MICAPS4之中,使一个预报员的智慧能够为更多的预报员所用。”罗兵补充道。

  此外,天气现象虽然瞬息万变,但仍会在不同的时空里部分重演着过去的“故事”。MICAPS4力求能够及时地提示预报员,找出与当下天气形势类似的某一天或某一段时间。这对于预报而言是非常重要的。

  实现数据分析的专业化及精细化

  MICAPS4的专业化和精细化主要体现在对数据处理、分析和显示等方面。

  年轻的MICAPS技术骨干高嵩举了一个例子。“以往,我们看到的雷达回波图是平面化的,而实际上,雷达观测过程中的仰角和方位是不断变换的。与此前的版本不同,MICAPS4可以显示出雷达图的‘三维’特质,让预报员获得更立体的感受。此外,MICAPS4还能够帮助预报员看到雷达图的剖面结构,最大限度地利用气象信息。这可以作为预报员进行天气预报特别是短时临近预报的得力助手,也是MICAPS4能够帮助预报员进行专业化数据分析的例证。”

  MICAPS4的专业化还体现在对数据的深入分析上,能够针对不同的预报产品提供更具针对性的数据分析和预报制作方式。

  薛峰介绍说,MICAPS4的精细化是指能够支持更高分辨率的天气实况以及预报资料,提供更加丰富多样的数据表现形式。“传统的风场可能只用一个风向杆表现,而MICAPS4的风场将会带上不同的颜色,并以颜色的深浅和明暗代表风力的大小。”

  MICAPS4的精细化还体现在预报制作的方式上:支持预报员制作时空分辨率更高的预报产品;支持对更多的天气要素进行预报;既可以方便地制作更多的站点预报产品,也可以快速制作高分辨率格点化预报产品。

  “未来,MICAPS4研究团队将会更深入地开发其‘四化’功能,使该系统更加完善,向着更加方便应用的方向发展。例如,让数据处理更加层次清晰、结构合理,实现产品生成、检索应用等多种功能,设计符合预报员使用习惯的便捷方式,使操作和编辑更加便捷等。”罗兵对记者说。

解决 方案

      防雷安全监管检测平台是一套集定期检测与逐日提醒及实时监管为一体的市级综合管理系统平台。软件人性化设计,操作简便;检测记录可批量导入导出,方便批次检测;检测记录可按单位自由选择若干单体检测;即可单独上传单体附后,也可统一上传公共资料,省时省力;实时通过多种颜色区分检测状态,让检测明了;实时了解检测提醒,及时掌握动态,轻松监管;多种监管方式处理、查阅;监管记录、监管日报、月度台账,全面掌控。

      强天气监测预警快报系统,是一套依托历史数据、自动站、雷达、卫星及各种地面传感检测仪器实时传送的数据为底层载体,通过数据抽取、实时转换、资源整合、大数据分析、科学算法,由系统智能触发气象要素,以分秒级的运算速度自动快捷生成,实时、正确、方便的通过互联网+平台及短信等方式快速传播,为减灾、防灾、决策提供第一手资料,从而为避灾起到关键性作用。
      系统特色: 全自动,无须人工,自动生成;模板库,满足个性化需求;高可靠性,免日常维护;短信推送,及时掌握动态;一键获取,简单实用;十大功能,涵盖全年四季; 信息合成,数据、地图、曲线等批量叠加;报表统计,满足管理部门复杂需求;简洁界面,美观大方图片生成,方便保存。
      十大功能:低能见度通报;高温简报;低温快报;冷空气简报;大风快报;台风快报;暴雨快报;雷电快报;强对流快报;雨情通报。
      该系统可以方便的嵌入到APP、网站、微信中,实现多形式表述与快速传播,提高气象服务能力,方便广大不同需求公众用户多渠道、主动、迅速、方便地获取最及时、准确的气象信息。

主要有三部分组成:气象数据库、基于C/S架构的气象数据实时同步系统、基于B/S架构的气象微网。通过建立统一的气象数据库,使原本零散的数据实现统一,方便系统维护,所有数据(包括预报数据、观测数据等)通过数据实时同步系统统一入库。
目前主要功能有:天气监测、预报预警、天气服务等三大模块;
天气监测:实况监测、风力监测、气温监测、降水监测、卫星云图、雷达回波、台风路径。
预报预警:72小时预报、短期天气、七天预报、指数预报、景区天气、预警信号。
天气服务:气象微网、服务说明、帮助等。

根据气象行业数据特点,特别是气象观测数据、预报数据、服务产品、社会经济数据、业务支撑数据等,形成一个标准化的公共气象服务综合数据库,实现了省、市、县三级数据、产品的同步和共享,应用可定制的多种分发传输策略,达到了高效传输、稳定传输、智能传输的目标要求,并具有可扩展性,可解决气象系统常用的数据传输问题。 
主要特色
高效通信,传输效率极高; 
具有安全策略,保证授权传输;
支持多点互传,方便数据分发; 
实现对雷达数据的分析、处理,最终转换成空间数据入库;
可对卫星云图数据处理成图片格式;
量身定制,适合气象数据同步。

县级气象综合业务服务系统以自动化采集与共享的融合数据为基础,以县级气象局各岗位的工作内容为中心,以各岗位工作的实际 IT 需求为指导,充分整合现有业务系统,实现县级气象局全面的数据融合、业务融合,以实现县级气象业务和气象服务的集约化管理。系统在纵向延伸上,实现向上与国家局、省局、市局的数据对接,向下打通与终端受众群体的信息发布渠道;在横向延伸上,实现县级政府各部门横向融合的预警发布平台、防灾减灾指挥平台。

1、观测要素:能够实现调阅所有气象站的逐时天气实况, WEBGIS地图上展示多要素显示或单要素观测数据(要素可选),可显隐站点信息(站号、站名),同时提供列表数据,可进行查询和统计;同时可针对雨量、温度、风力、气压等形成相应的色斑图。
2、雷达资料:显示最新的雷达回波并叠加到Gis地图,可实现对雷达回波图的放大、缩小功能,并且能过滤指定强度雷达回波;可以按时间段查询历史数据,用户还可动画演示雷达图变化过程;达到阈值(可设置)时进行报警,主要以声音形式为主。
3、卫星资料:显示最新的卫星云图并叠加到Gis地图,可实现对卫星云图的放大、缩小功能;可以按时间段查询历史数据,用户还可动画演示雷达图变化过程;

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