GRIB2介绍及解码初探

由于气象数据种类不断增多,对数量和质量的要求越来越高,而字符编码的局限性使得字符编码不能很好地满足这样的需求。WMO建议逐渐由字符编码向表格驱动码过渡。该文介绍了表格驱动码中的一种,即二进制格点加工数据(GRIB码)。首先介绍GRIB码的第1个版本(GRIB1)的编码格式,使用的模板技术及GRIB1目前在使用过程中的一些缺陷。然后着重分析了GRIB码的第2个版本(GRIB2)新的编码格式和特点,以及GRIB2在表示丰富的数据方面的优越性,最后对GRIB2解码过程中需要注意的一些问题进行了阐述。

GRIB2资料解读

概述了GRIB2的特点,对GRIB2的结构和分段的作用做了说明,并结合民航气象中心下发的GRIB2资料,阐述了GRIB2资料中二进制数据解读方法。

基于通用模型的GRIB格式数据读取技术

利用wgrib/wgrib2命令行工具对GRIB1和GRIB2格式数据进行批量读取,存入已建立的GRIB通用数据模型进行统一化处理,并提供通用的数据处理模块和输出接口以提高数据的二次开发效率。通过读取ECMWF和NCEP发布的分析数据实例与同一时间的国内86个观测站数据进行比较,分析数据误差在可接受范围之内,其中气温平均相对误差低于0.3%,风向和风速的平均相对误差低于11%。结果表明,建模方法和数据处理算法是正确可行的。

MARS软件在数值预报模式产品数据管理中的应用

该文简单介绍MARS(Meteorological Archival and Retrieval System)软件的架构及组成部分,并基于MARS软件,介绍了数值预报产品数据管理系统设计与实现。通过在GRIB2数据段对应描述层次类型和气象要素的表格文件中定义新的层次类型和气象要素,在MARS软件解析GRIB2数据所需要查找的相关模板表格文件中定义气象要素对应的产品类型号、要素类别号、要素号、要素名称和要素名称缩写,说明GRIB2数据模板和代码表创建方法。以GRAPES模式产品GRIB2数据为例,实现应用MARS软件管理GRAPES模式产品GRIB2数据。结合存储管理TSM(Tivoli Storage Manager)软件,研究开发MARS软件和TSM软件连接接口程序,实现数据的直接迁移和回调。以T639L60模式产品为例,通过测试检索性能,MARS软件检索数值预报产品速度超过当前国家级气象数据管理系统数据检索速度1倍,说明MARS软件检索数值预报产品数据具有时效优势。

基于高空风修正的四维航迹优化算法

航迹预测是基于航空器航迹运行的核心技术,也是空中交通流量管理的基础技术。结合航空器飞行速度数据与航段飞行时间数据,分析高空风对航空器飞行时间的影响。基于GRIB2格式风数据,建立高空风修正模型,提出一种四维航迹优化算法进行航迹预测。利用中南区域实际航班飞行数据进行算例仿真,并与实际雷达飞行数据进行对比。对比结果表明,预测飞行时间总误差分别减少了7%和16.4%,从而验证了模型的有效性与正确性。

民用客机飞行计划基础数据的分析与计算

本文利用经纬度坐标结合大圆航线计算求出两航路点间航段地面距离与空中距离,并对GRIB2气象数据进行解析处理,利用二次拉格朗日插值求出航路点气象信息数据与该航段航路风数据,首次把两者数据结合处理从而解决了制作飞行计划所需的计算基础数据精确度问题,提高了客机使用效率与安全性,增加了航空公司的运营效益。

下载及裁剪美国GFS全球数值天气预报资料的方法

针对当前下载美国GFS全球数值天气预报资料速度较慢和文件所需存储空间较大的问题,文章提出初步解决方法,即借助腾讯云计算服务器实现数据的稳定、快速下载;同时介绍了grib2文件格式和WRF模式背景场变量;实现了数据下载脚本、基于python、ecCodes和pygrib软件对grib2格式文件的读写和区域裁剪,减少了无用变量,缩小了文件大小,并可给WRF模式提供背景场。最后对结果进行了分析,为业务应用提供了参考。

基于全球航行的海洋气象演示系统设计

基于全球航行的海洋气象演示系统采用形象化的动画算法展示海洋气象环境,可帮助船员在船舶航行时规避航路上恶劣天气,海洋气象演示系统气象数据源来自美国国家环境预测中心的全球预报系统数据,该数据采用国际气象组织标准文件格式grib2,每六小时向全球公开发布。文中对海洋气象演示系统的系统架构进行了概述,设计了该演示系统的工作流程,并对grib2数据格式进行了分析,分析和设计了气象要素渲染和矢量动画算法,并最终完成了整体设计。