具有复杂地形适应能力的INCA短临预报系统介绍

INCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目INCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用。INCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分析中结合地面实况和遥感资料,一方面保证分析中实况信息得以准确保留,另外一方面利用遥感资料来提供基于实况插值的空间结构。INCA短临预报中使用了经典的相关运动矢量外推方法,并引入了地形影响方案。由于INCA系统实现了对山区地形的精细化描述,进而充分考虑了地形对要素场的影响,INCA在地形复杂的山区具有一定优势,在有着山洪地质灾害隐患的地区将能发挥较好的短临预警作用。INCA在强对流预报中发展了基于INCA分析场对流参数组合和卫星产品的决策算法来实现对流生消预报。还发展了一个雷暴大风物理参数化预报方案,主要基于雷达观测和短临预报来估算降水粒子载荷和负浮力,进而预报雷暴大风。对INCA分析和预报进行了验证检验,在短临时段对数值模式有明显提升,INCA对流算法对纯外推预报有所改进。

崇左短临预报系统在一次飑线过程中的检验分析

2019年8月15日,受髙空槽和切变线影响,崇左市出现一次强对流天气过程,通过检验分析崇左短临系统在过程中大风预报产品情况(大风潜势、大风机器人预警建议)及QPF降水预报效果,结果表明,系统对大风预警潜势预报较好,预警准确率较高,预警发布后有较好延续性,预警级别更新及时,起到了良好的防灾减灾作用,但还需提高有效预警提前量及小概率大风橙色、大风红色预警的预报能力;QPF降水预报能够直观反映雨区的基本特征,但对短时强降水的预报雨强总体偏弱、范围偏大,落区受对流云团移动速度和方向不稳定的影响而产生偏差,且对有较好延续性的强回波预报能力优于小尺度局地热对流回波降水。

高原山地短临预警预报系统的设计与构建

高原山地地区由于其特殊的地形地貌与雷达资料障碍问题,利用SWAN系统的本地化建立强对流天气的短临预报系统非常困难。本项研究以西藏高原地区为例,基于MICAPS和SWAN系统平台的特征,考虑目前气象台站预报员对计算机分析预报系统的使用习惯,利用现有卫星遥感资料、自动站资料、闪电定位资料和常规气象要素等观测资料,以及已研制的有关西藏地区天气学模型、动力统计诊断指标和经验预报模型等,设计构建了西藏地区短临天气预警预报系统,通过VB语言环境实现了能集成MICAPS和SWAN系统的信息分析功能、适合西藏地区短临天气预警预报的实用系统。本项研究的系统集成思路将为不同区域气象预警预报系统的本地化和区域化提供有益的探索思路和实现技术,具有重要的实践指导意义。

流域拓扑关系分析及在洪水预报调度决策支持系统中的应用

对于一个复杂的流域,我们在进行洪水计算时经常会遇到洪水计算模型系统集成的问题,过去人们一般用耦合的办法来解决该问题,但是此方法缺乏灵活性和普适性。为了解决这个问题,本文采用拓扑分析方法。此方法的核心思想就是将流域概化为一张节点图,对节点的属性、连接方式以及拓扑关系进行分析,运用邻接表、邻接矩阵和深度优先遍历的方法解决了模型之间的集成问题。该方法被应用到鳌江流域洪水预报调度决策支持系统当中,实践证明它能提高系统运行的效率。

西藏高原短临天气预报预警系统构建研究

参考气象信息综合分析处理系统和卫星广域网灾害天气短时临近预报预警系统的界面操作特征,利用现有卫星遥感资料、自动站资料、闪电定位资料、探空资料和常规气象要素资料等观测资料,以及已研制的有关西藏高原的降水预报预警模型、物理统计诊断模型和三维云模式预报模型等,同时考虑西藏高原地区雷达资料应用的地理障碍,设计构建了西藏高原短临天气预报预警系统。通过可视化简单编程指令代码语言环境实现了能集成气象信息综合分析处理系统的信息分析功能、适合西藏高原的短临天气预报预警的实用系统。

两湖暴雨短期预报自动化系统(W.Y.RSFORCI系统)研制成功

1990年武汉区域气象科技协作片开设的洞庭湖及鄱阳湖(简称两湖)暴雨短期预报系统于1992年3月结题.这项研究提出了一套解决天气图形势自动识别、暴雨的落区集成预报及量级估算方法,并在PC机上建立了两湖暴雨短期预报自动化系统(W.Y.RSFORCⅡ系统).这个系统功能齐全,运行速度快,预报的客观化和自动化水平高,能够自动地从气象资料库中调取所指定范围的实时资料,进行客观分析、物理量诊断分析、天气系统识别。

专业气象预报信息服务系统

以气象信息分析系统(MICAPS)和气候资料为基础,结合石河子中、长期预报和专业气象服务的实际,就中长期预报和专业服务的问题,用可视化高级语言Borland C++和Dreaweaver网页设计软件及数据库技术,建立一套功能全面、高度一体化和自动化的气象预报与信息服务系统。

空间分析模型与GIS无缝集成研究

针对目前GIS系统开发过程中存在的空间分析模型复用率低的问题,研究了基于中间件技术的空间分析模型与GIS的无缝集成方式,采用虚函数的思想实现了典型空间分析模型与不同GIS平台的集成,并验证了该集成方式在GIS系统开发中的高效性。

西藏高原强对流天气及短临预报研究进展

高原地区本身地理环境较为特殊,会受到热力、动力等多方面因素的影响,强对流天气难以预报,经常会出现极端气象事件,不仅威胁到当地的公路交通、通信通讯,也给当地社会经济发展造成了极大的威胁。但关于西藏高原强对流天气及短临预报的研究相对较少,因此,本文从西藏高原强对流天气特征入手,分析短临预报技术,并且构建出适合西藏高原的短临天气预警实用系统,从而尽可能的减少气象灾害带来的负面影响和损失,都能够及时、准确的做出反应,展开系统的处理。

高时空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究

以业务应用为目标,开展高时、空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究。运用北京快速更新多尺度分析和预报系统集成子系统(RMAPS-IN,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Integration),对雷达四维变分分析系统(VDRAS)30 min临近预报的高时、空分辨率三维风场作为数据源与自动气象站风场观测进行快速融合处理。结果表明,以VDRAS临近预报风场取代数值模式预报场作为融合初猜场后形成的分析结果对于风场有明显的改善:(1)长时间序列客观检验结果表明,地面10 m高风场U/V分量绝对误差分别为0.05和0.06 m/s。实时融合对未来预报的影响随着预报时效的延长,U/V分量的绝对误差不断增大。(2)对于11个强对流个例,地面10 m高风场风速均方根误差降低0.3 m/s,风向均方根误差降低13°;边界层三维风场,风速均方根误差降低0.8 m/s,风向均方根误差降低10°。平原站点融合以后风速、风向预报效果有较大改善,山区站点融合以后改善相对较小。(3)通过对2017年7月20日暴雨和7月7日雷暴大风个例的详细分析,发现融合基于雷达资料四维变分同化获得的高分辨率临近预报风场对各对流系统中的中尺度结构特征给出了更加细致准确的描述。

水利工程综合自动化信息管理系统的应用研究

水利工程综合自动化信息管理系统是将水利工程的水情测报、水质监控、安全监测、闸门监控、视频监控等各专业系统综合集成在一个系统信息平台上进行管理,采用C/S结构完成各个子系统的实时测控、大坝安全监测资料分析、洪水预报和闸门调度的计算分析等,采用B/S结构对外提供信息浏览与查询,通过统一数据库、操作系统平台和操作界面,将各个子系统集成在一起,从而有效实现信息共享和统一管理。本文就水利工程综合自动化信息管理系统的应用进行讨论。

江西省水情中心建设设计

根据防汛抗旱工作需要，以现代计算机技术、网络技术、通信技术、多媒体技术为基础，充分利用人工智能、信息工程、系统工程、软件工程技术手段，建立防汛抗旱指挥应用的分布式江西省水情中心集成系统。该系统应具有防汛信息自动采集、实时传输、综合分析处理等功能，以实现实时完整地进行防汛信息的收集、传输、处理和存储；快捷、灵活的以图、文、声、像一体化的多媒体和超文本方式，提供雨情、水情等信息服务；建立以数据库为基础的多种应用软件，包含实时雨水情数据库、历史大洪水数据库、水情历史信息数据库、洪水预报系统、水情会商系统。

多源资料融合分析技术在强对流天气预警中的集成应用

项目从强对流天气监测预警的需求入手,通过引进并本地化美国研发的局地分析和预报系统(Local Analysis and Prediction System,LAPS),实现多种观测资料的快速融合分析,建成了辽宁省局地分析和预报系统,实时提供更接近真实大气的高时空分辨率的三维气象实况资料,便于气象工作人员从多角度深入分析和判断强对流天气,力争及时有效地发布各类强对流预警。

面向TIGGE的集合预报关键应用技术研究

该项目将紧扣国际GIFS—TIGGE发展趋势，发展TIGGE驱动的区域集合预报扰动技术，发展多模式集合预报综合集成和强降水中短期预报系统，结合淮河流域和临沂库区气象水文风险分析，构建从TIGGE产品到最终用户的交互式原型预报系统。主要研究内容包括：①TIGGE-LAM区域集合预报技术与方法研究；