干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 气象服务高分辨率实况格点产品的研发与应用

Arid

	气象服务高分辨率实况格点产品的研发与应用
	唐千红; 李超; 陈宇; 李志敏; 刘鑫; 黄琰; 薛冰
完成单位	中国气象局公共气象服务中心系统开放实验室
登记(发布)日期	2015
中文摘要	一、研究背景随着经济社会的快速发展和信息技术的广泛应用,人们的个性化需求不断延伸,基于影响和精确位置的个性化气象服务对气象服务实况格点数据的精细化、实时性提出了更高的要求,而传统的站点实况数据难以满足类似气象服务需求。中国气象局公共气象服务中心(以下简称“中心”)作为中国气象部门对外服务窗口,更多承担了社会化气象服务的责任,《公共气象服务中心深化业务技术体制改革方案》(公气发〔2014〕41号)明确指出,要加快推动中心统一的气象服务格点实况数据集研发与应用,研发各种时空尺度的精细化、高频次气象服务数据和产品已经成为当务之急。鉴于此,整合现有数据和技术资源,开展精细化气象服务产品制作加工综合系统建设,研发高时空分辨率的实况服务产品,建立一套面向用户的高时空分辨率的实况气象服务数据集,实现气象服务数据产品的归一化、精细化和动态化,为气象灾害监测和防护提供基础保障,为公众气象服务及铁路、公路和航空等专业气象服务提供持续性业务支撑。中国气象局公共气象服务中心2014年成立高时空分辨率气象服务格点实况数据研发及应用业务流程再造团队,研发各种时空尺度的精细化、高频次气象服务数据,以满足各业务单位对高时空分辨率气象服务数据需求。二、技术原理及性能指标通过引进美国NOAA/ESRL/GSD开发的LAPS (Local Analysis and Prediction System,局地分析预报系统),开展本地参数化,进行地面观测、卫星、雷达、探空、飞机报和数值预报产品等气象多源异构数据融合。首先,对LAPS模式进行本地化,即转换模式数据接口,接入中国地区观测数据;其次,运用T639模式作为背景,融合全国5万多个地面自动气象站实况观测资料,最终生成全国范围内逐小时 3km x 3km 的实况气温、露点、相对湿度和风场以及1小时累积降水场。通过深入检验,证明该产品为目前国内同类产品中精细化程度最高和时效最快的产品。融合产品反映了真实大气背景场,同时能够较好的刻画气象要素随地形、下垫面不同而出现的局地变化特征,数据精细化程度大大提高。综上所述,气象服务高分辨率格点实况产品基本满足业务需求。产品结果基本可靠。针对气象局其他单位所做同类产品做出比对,3x3km数据的精细化和时效性相对较好,准确度基本相当。三、技术创新点 (1)成功引进LAPS/STMAS模式并在本地化应用,其中新研发的时空连续性降水融合产品是LAPS/STMAS模式在国内的首次实现。将美国NOAA开发的模式本地化应用,接入5万多自动站和T639模式以及10km的GRAPES-MESO作为背景场,经过地形调整,产品充分体现了天气系统的演变过程,降水产品的研发成功是LAPS/STMAS模式中的首创,产品比较好的展现了天气系统演变的时空连续性,同时相对湿度和风向产品也是国内最新研发的产品和首创。 (2)首次建立了一套满足按需服务和定位服务要求的多要素精细化实况格点气象服务数据集全国多家气象部门已经开展LAPS工作,但大多属于科研性的,公服中心在全国范围内首家实现高分辨率格点实况产品业务化并应用于公共气象服务。 (3)实现国家级对省级的数据支持和业务指导,建立了密切合作的应用新机制。建立了基于云端的精细化气象服务产品国省共享平台,产品每天逐小时向全国31个省下发;同时构建了国省共享机制,已有十多省市派人来公服中心学习产品应用,其中河北省和山东省已引进本系统1x1km格点本地化的产品。四、技术成熟度气象服务高分辨率实况格点产品在公共气象服务中心内部已业务试运行三年,业务流程规范,系统运行稳定,融合数据服务性能较好,产品内容、技术方法和业务运行保障等也通过《气象服务高分辨率实况格点产品服务化方案》加以明确,具有较强的可操作性,该融合产品技术成熟度较高。五、适用范围适用中国陆地范围区域以及部分沿海岛礁,在不同下垫面地区(城市、草原、海岛、山顶、沙漠、平原、乡村、等)均可用。六、应用情况及存在问题 1. 通过精细化气象服务产品国省共享云平台(http：//pmcvs.weather.com.cn)向省级气象服务单位开放应用,个用户可通过自助下载和数据访问接口两种方式获取数据,省级用户利用高分辨率实况格点数据在决策气象服务业务系统和行业专项服务系统中开展应用。业务试运行近一年来,共有广东、河北、山东、安徽、贵州、河南、湖南、陕西、福建、青海等10个省在服务业务中应用,在中心全媒体气象产品室应用,并在四维智城和WIS等公司开展了行业应用。其中,贵州省气象局气象台基于高分辨率3公里格点实况数据和GFE降水预报资料开展地质灾害客观风险产品研发,生成山洪地质灾害气象风险预警产品预报准确率提高至90%左右(过去一直不能突破75%)。 (1) 产品应用于影视中心产品室自2015年9月在公服中心业务化以来,全媒体气象产品室基于该数据开展了一系列气象服务产品的开发和加工,包括降水、气温、露点温度、相对湿度等气象要素的全媒体气象服务产品,特别是降水和气温服务产品,在汛期台风、暴雨、高温等重大天气过程中丰富了服务产品类型,时效性较强,在全媒体气象服务中取得非常良好的应用效果。 (2) 国省上下联动,产品应用于全国31个气象服务中心并得到反馈部分省市反馈意见：河北省气象服务中心：河北省与公服中心紧密合作,早在今年1月就派技术人员到中国气象局公共气象服务中心RAGODS团队学习技术,并将系统移植到河北省,进行更加精细化的融合分析,在RAGODS团队的帮助下,完成全省1x1km系统的安装调试,并做了检验分析,目前正在应用于交通气象服务领域,为交通气象服务提升了技术层次并提高了预警效果。广东省中山市气象局：与中国气象局公共气象服务中心合作,引进高时空分辩率气象服务格点实况数据的成果,2016年1-9月派专业技术人员到 RAGODS团队学习系统和数据检验,并将全国3km格点实况数据应用到中山汛期服务中,取得很好的效果。安徽省公共气象服务中心：2016年多次安排技术人员专程到中国气象局公共气象服务中心系统开放实验室高时空分辨率气象服务格点实况数据研发团队学习,对逐小时3公里PM-LAPS数据的解析应用有了更深入的了解。运用中国气象局公共气象服务中心下发的逐小时全国3km格点实况产品做公众和专业服务,取得良好效果。湖南省气象科技服务中心：应用中国气象局公共气象服务中心从云端下发的3公里PM-LAPS产品(高时空分辨率气象服务格点实况数据),用于汛期山洪服务,为防灾减灾发挥了很大的作用。湖南省应用公服产品同时服务于为交通气象服务提升了技术层次并提高了预警效果。贵州省气象台：应用3x3km《高时空分辨率气象服务格点实况数据》进行解析并试验应用,对精细化预报、山洪地质灾害气象风险预警等领域,取得良好的效益。维艾思公司：维艾思已经将该数据应用于航空、天气风险等专业领域,取得良好的社会和经济效益。青海省气象服务中心：与贵单位紧密合作,于今年7月～8月派技术人员到贵中心RAGODS团队学习工作,对全国3km和高原地区1km的PM-LAPS格点实况数据应用效果进行了细致的检验分析,结果表明高分辨率的格点实况数据在高原地区应用效果良好。因此我中心引进了PM-LAPS全国3km格点实况数据资料,并已投入水电、交通等气象服务领域。前期业务运行情况表明3km格点实况数据资料能满足用户需求,明显提升青海气象服务能力,希望未来能继续引进并使用高原地区1km的格点实况数据。 (3) 支持中国气象局科技扶贫工作,产品落地内蒙兴安盟地区：兴安盟地区地大站点稀少,气象服务无法覆盖广大地区,因此,公服中心将产品优先支持兴安盟地区,并1)派总师下去介绍产品,讨论产品的适用性并进行技术指导;2)兴安盟先后派4位技术人员来京学习,引进产品的同时,学习产品抽点出图技术,以便可以及时服务给领导和公众。 2. 存在问题存在高山和海岛地区误差偏大,1小时累积降水量在较大数值时常常被低估等问题,需要进一步改进算法,提高模式准确率。七、获奖情况中国气象局公共气象服务中心2016年第三届气象科技奖成果转化二等奖(一等奖空缺)
中文关键词	气象服务 ; 数据 ; 发 ; 服务中心 ; 高分辨率 ; 精细化
成果类型	应用技术
中图法分类号	P415.1
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001694020
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243538
推荐引用方式 GB/T 7714	唐千红,李超,陈宇,等. 气象服务高分辨率实况格点产品的研发与应用[Z]. 应用技术,2015.