多源融合降水和智能网格预报在渭河一次洪水预报中的应用

选取2018年6月28日至7月15日渭河干流魏家堡水文站洪水过程为研究对象,开展多源融合降水和智能网格预报在洪水模拟中的应用试验。结果表明,以多源融合和站点实况降水为输入均能较好地模拟洪水过程,因此在无降水观测资料的流域,采用多源融合降水产品代替站点实况降水进行洪水模拟分析和计算是可行的,但多源融合降水模拟的径流深和洪峰流量较小。在魏家堡水文站两次洪水过程洪峰出现前48 h的面雨量相差不大的情况下,产流量相差显著,说明前期土壤湿度对渭河流域的产流影响很大,防汛时特别要关注持续性降水的影响。以落地雨进行洪水预报的预见期为12 h,以智能网格预报产品作为降水输入,能够提前84 h预报出超保证流量的洪峰流量,将洪水预见期由12 h延长至84 h。但以智能网格降水预报计算的面雨量与实况面雨量相比有一定的高估,造成了模拟的洪峰流量和径流深相对误差较大。建议针对不同的天气背景开展面雨量订正方法研究,以提高面雨量预报准确率,在延长洪水预见期的同时,进一步提高洪水预报精度。

基于智能网格预报的江西暴雨灾害风险预评估研究

利用1951—2022年江西降水实况、逐日智能网格降水预报产品、暴雨灾情损失,地形DEM、河网密度及GDP、人口等数据,分析了江西暴雨灾害风险的主要影响因素,从暴雨灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体易损性三方面,构建了江西暴雨灾害风险评估模型。利用模型对2010—2020年135次暴雨过程灾害风险进行评估检验,结果显示该模型较为合理;对2019年6月6—11日江西暴雨过程进行灾害风险评估,结果显示该过程中吉安北部至赣州东北部、上饶东部为重度到极重度受灾区;再对2022年6月12—15日江西暴雨过程进行灾害风险逐日预评估;两者结果均与灾情实况分布大体一致,总体效果较好。

CMA-GD模式江西省智能网格预报区域2 m气温预报误差分析

利用2020年6月1日—2022年5月31日CMA-GD模式2 m气温预报产品(预报时效为13—36 h)和同期江西省智能网格预报区域内地面站气温观测资料,计算气温预报准确率、平均误差和均方根误差,并统计分析其时空分布特征。结果表明:1)模式预报准确率在不同月份、起报时次存在差异,暖季总体较高,冷季总体较低;暖季08时起报产品的月准确率总体高于20时,冷季反之;秋、冬季旬准确率分布更离散。模式预报产品其准确率明显低于中央气象台和江西省气象台订正产品,需订正后使用。08时起报产品对寒潮的预报效果优于20时。2)气温预报年误差分布存在日变化,最大值出现在08时,最小值出现在15时;年均方根误差峰值出现在15时和06时,白天大于夜间。3)冬季平均误差多为正值,夏季为负值,春、秋季平均误差大小界于冬、夏季之间;白天时段夏季均方根误差最大,夜间时段冬季最大。4)气温预报年误差地理分布特征明显,平原地区预报值偏低,年均方根误差最小;丘陵和山区22 h时效预报值偏高,31 h时效偏低;高山站预报值偏高,年均方根误差最大。丘陵地区负误差最大,平原地区最小;山区正误差最大。

智能网格预报在决策气象服务中的应用

随着我国科技的不断发展,智能网格预报应用范围越来越广泛。在决策气象服务中应用智能网格预报能够提升决策服务的准确性和决策服务的质量,促进我国决策气象服务的发展。因此,本文通过对智能网格预报、决策气象服务进行分析,在此基础上提出相应的应用方式,以便为我国智能网格预报的发展提供一定借鉴参考。

安徽省智能网格预报编辑系统的实现与应用

准确、及时、高效的天气预报信息是地方政府部门指挥工农业生产、防汛抗旱和防灾减灾等工作的重要科学依据。为了提高中短期预报时间和空间的精度,更好地为政府部门和公众服务,研发了基于浏览器/服务器(B/S)框架的安徽省智能网格编辑系统。该系统实现了安徽省0-10天(逐3小时)时效内2.5KM分辨率气象要素格点预报,0-72小时(逐3小时)灾害性落区预报,实现"全省共织一张网"。目前,安徽省智能网格预报编辑系统已成为安徽省气象台预报业务的主要支撑平台,该系统已业务应用一年,在中短期预报工作中发挥了重要的支撑作用。

基于“天擎”的智能网格预报数据共享方法研究

气象大数据云平台(简称“天擎”)为全国气象部门提供了统一的数据管理和服务框架。针对天津智能网格预报数据集约管理及访问方面的不足,设计了基于天擎的数据存储共享方案。应用表明,该方案实现了天津智能网格预报数据更为高效集约的存储和规范统一的共享,提升了数据访问安全性,为省级气象部门基于天擎提升数据存储共享能力提供了参考。

基于MICAPS4的智能网格预报平台设计与实现

随着我国智能网格预报业务的开展,海量高分辨率客观数据需要便捷的分析显示及产品制作平台高效处理。该文基于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)设计并实现智能网格预报平台,采用MVVM(模型-视图-视图模型,model-view-viewmodel)设计模式,实现业务逻辑与视图的分离,通过对各子功能模块的划分,降低模块之间的耦合度,具有良好的可扩展性。平台实现了高分辨率网格预报数据的显示分析和产品输出,开发了基于等值线、网格、关键点等智能化预报制作工具,集成了降水时间拆分、温度极值订正等客观预报方法,开发了降水、温度、相对湿度等要素一致性处理方法,可有效帮助预报员提高工作效率,同时能够确保产品之间的一致性。平台继承MICAPS4的微内核组件服务、高性能渲染引擎和开放式插件扩展管理等优良特性,实现面向智能网格预报的业务编排、智能编辑和算法集成。目前,该平台已经实现业务应用,为全国智能网格预报业务提供重要支撑。

智能网格预报时空协调一致关键技术研发

自2016年起,我国大力推进气象业务向“智能化、无缝隙、精准化”发展。2017年宁夏积极推进智能网格预报业务体系建设,在网格预报智能订正、主客观融合订正、格点/站点/落区一体化、灾害天气智能识别等方面开展了一些尝试,取得了一定的成果,目前各项成果均引入到宁夏智能化天气预报业务平台中。其中一项关键技术,是智能网格预报的时空协调一致技术。该项技术在主客观融合订正、格点/站点/落区一体化中发挥了重要作用。本文重点针对这一关键技术的设计思路和实现方法进行介绍、讨论。

智能网格预报应用分析平台设计与实现

无缝隙全覆盖智能网格预报是中国气象局现代天气业务的重要业务体系与支撑。为了提升智能网格预报在全国天气预报及服务的业务应用水平,提高高时空分辨率智能网格预报数据的显示分析应用水平,设计并实现了智能网格预报应用分析平台(MOAP),通过分析无缝隙全覆盖智能网格预报数据海量、实时等特点,采用浏览器/服务器架构设计,并通过分布式流式计算处理、WebGL高效渲染、GIS空间分析等关键技术,实现了短时、中短期及延伸期等海量智能网格数据的高效加工处理、网络共享服务、可视化分析、影响分析、产品制图等业务功能。MOAP平台已在中央气象台实时业务中运行,为全国预报服务业务人员高效提供了无缝隙智能网格预报业务指导、应用分析、产品服务等日常业务支撑,并在上海合作组织青岛峰会、九寨沟地震气象服务、台风登陆等气象保障服务工作中发挥了重要业务作用。

智能网格预报在重大活动气象服务保障中的应用——以环广西公路自行车世界巡回赛为例

在智能网格气象预报产品的基础上,采用B/S+C/S混合架构,建立了"环广西"赛道气象服务产品共享平台。通过共享平台,快速完成精细化气象服务产品的制作和发布,为做好重大活动气象服务保障提供借鉴和参考。

关中一次大暴雨天气过程成因分析及陕西智能网格预报检验

利用常规气象观测资料、西安多普勒雷达资料和NCEP/NCAR1°×1°再分析资料,对2018年8月21—22日陕西关中地区发生的暴雨天气过程进行综合分析,并就陕西智能网格对该次暴雨过程的降雨量预报进行了检验。结果表明:(1)关中地区位于冷涡底部冷空气和副高外围暖湿空气交汇区,低层“人”字型切变、西南暖湿气流、东北急流、低涡辐合和地面冷锋是该次暴雨过程的主要影响系统。(2)关中地区上空低层辐合、高层辐散为暴雨形成提供了动力条件,暴雨发生区上空的水汽辐合为暴雨的形成提供了水汽条件。(3)暴雨发生时,雷达图上出现大于60dBz反射率因子,回波顶高达9~12km,风向辐合等有利于短时强降水发生的特征;VIL大值区与强回波区、强降水中心区相对应。(4)陕西智能网格预报对系统性降水预报偏强,结果与实况基本一致;而对流性降水预报偏弱。

智能网格预报在专业气象服务中的应用

为了从智能网格预报应用分析平台网站快捷地获取基于位置的精细化天气预报,利用Fiddler抓包工具监测从智能网格预报应用分析平台网站获取预报数据的全过程,分析需要向服务器提供的各项参数和从服务器返回的数据。基于.NET平台,采用C#语言,开发德阳市高速公路智能网格预报服务软件。该软件能模拟浏览器向服务器发起请求,解析从服务器返回的信息,从中提取需要的预报数据,并将数据写入特定格式的word模板中,自动、快速地生成德阳市高速公路专业气象服务产品文档。

智能网格预报在决策气象服务中的应用

随着智能网格预报的不断发展与应用,决策气象服务的科学性、针对性、时效性均得到较大提高,根据基层决策气象服务需求,结合决策气象服务实践,探讨决策气象服务技术创新与改进。

智能网格预报产品在大兴安岭暴雪天气中的释用分析

本文利用MICAPS4.1平台上的高空、地面、智能网格预报、集合预报等数值预报产品,对2018年10月26-28日发生在黑龙江省大兴安岭地区的一次区域性暴雪天气过程形成机制进行探讨。结果表明:高空槽后强冷空气与槽前西南暖湿气流在大兴安岭上空交汇,导致暖锋锋生,地面暖锋与低空暖式切变相互作用形成暴雪天气。暴雪的主要触发系统就是超极地冷空气促使高空槽强烈发展切涡,≥20m·s^-1的西南低空急流作为水汽输送带,为暴雪区提供了充足的水汽来源;垂直上升运动中心和散度辐合辐散中心耦合且加强,为暴雪提供了强有力的动力抬升条件,有利于上升运动的增强发展。智能网格预报产品对这次大兴安岭暴雪天气的落区、降水量级以及强降雪的时段,都预报的比较准确。

2020年1月5—6日乌兰察布市大雪天气过程分析及智能网格预报检验

利用气象要素观测资料,分析2020年1月5—6日乌兰察布市大雪天气过程。结果显示:此次大雪天气的影响系统包括深厚的高空低槽、700 hPa切变线、蒙古地面冷高压、地面倒槽等;乌兰察布市低层辐合,高层辐散的特征,满足了降雪的动力条件;低层西南与东南气流共同提供水汽;智能网格预报时间越临近,预报准确性越高。

智能网格预报温度预报产品在宜宾市温度预报中的检验浅析

本文选取宜宾市2017年-2019年市国家基本地面自动观测站逐小时温度资料对中央台格点指导预报SCOMO模式预报产品进行检验,发现08时起报的预报场在正午、傍晚到子夜这段时间的预报效果要优于20时,20时起报的预报场在夜间及下午时段的预报效果优于08时;08时、20时的预报值在白天有光照时段(11时-17时)的预报效果要优于其他时段;08时、20时逐小时温度预报场在9月预报误差较小,预报效果较好;08时、20时逐小时温度预报对秋季的预报误差最小,预报效果最好;08时预报场在夜间的预报效果要优于20时。

重大活动气象服务保障中智能网格预报的应用

我国的气象系统经过多年的不断发展已逐渐完善,无缝隙全覆盖智能网格预报成为我国气象局现代天气业务的重要业务体系和支撑。在我国重大活动气象服务中,对智能网格预报的应用要求比较高。技术创新和优化设计可实现智能网格预报分析系统的合理化应用。其中,MOAP平台系统在中央气象台的业务中起到重要的作用,能为预报服务人员提供高效的业务指导。文章重点介绍了智能网格预报的平台以及其在重大活动气象服务保障中的具体应用。

基于智能网格预报的酉水流域面雨量预报系统研究

本系统将酉水流域划分成5个子单元,对历年洪水过程中面雨量、累计雨量等特征进行分析。通过建设三个功能模块:实况资料分析与检索模块、模式预报产品检验应用模块、酉水流域面雨量预报模块,读取中国气象局及湖南省气象局智能网格预报产品,并对EC、日本、GRAPES等多家模式的降水预报进行检验,结合模式降水预报的关键气象因子,建立预报模型,生成湘西州智能网格预报产品,并在此基础上生成酉水流域面雨量预报产品,为酉水流域防汛、防洪提供科学决策依据。

网格温度预报产品在甘肃地区的适用性检验评估

为了解智能网格温度预报在甘肃地区的预报效果和误差特征,文章针对甘肃省78个国家气象站2022年3月-2023年2月ECMWF模式、中国气象局下发的国家级网格指导报SCMOC和甘肃省省级网格预报SPCC的日最高和最低气温预报产品开展检验评估。结果表明:SCMOC、SPCC网格预报日最高和最低气温准确率明显高于ECMWF模式,前两者日最高和最低气温预报质量较ECMWF模式有显著提升;SCMOC、SPCC日最高和最低气温准确率空间分布较为一致,在甘岷山区预报性能较差,主要与山区气温变化幅度较大有关,气温变化幅度较大,增加了预报的不确定性;ECMWF、SCMOC、SPCC对于降温的预报强度较实况偏弱,其中SCMOC对于降温的预报范围较ECMWF、SPCC更接近实况。研究旨在为网格温度预报产品在甘肃本地化的应用提供借鉴。

全国无缝隙智能网格预报技术与应用

实现“以人为本、无微不至、无所不在”的精细化气象预报和个性化服务是中国和世界各国气象部门共同的发展目标,然而传统的固定站点和文字定性描述预报形式无法覆盖和表达精细的时间和空间信息,函待发展时空和内涵无缝隙、质量和内容精细化的网格天气预报。为此,《现代气象预报业务发展规划(2016-2020年)》提出“构建无缝隙精细化气象预报业务”,《智能网格预报行动计划(2018-2020年)》进一步提出“到2020年,建成从零时刻到月、季、年的智能网格预报业务体系”。