Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 基于多模式的专业气象服务产品设计与研发 | |
| 何金梅 | |
| 完成单位 | 甘肃省公共气象服务中心 |
| 登记(发布)日期 | 2018 |
| 中文摘要 | 随着气象现代化监测手段不断改善,预报准确率也在快速提高,在现代气象业务体系建设中,提高预报准确率必须以数值预报为基础,近几年我省先后引进了德国、T639、T639细网格、EC、EC细网格、GRAPES等多种数值模式预报产品,其中部分产品的时间分辨率达到了3h,空间分辨率达到了0.25°×0.25°,这些精细化的数值预报产品在提高气象预报服务中具有十分重要的作用,特别是精细化、针对性强的专业预报产品,更能适应专业用户的需求。 当前我省开展专业预报服务业务并没有完全与我省的天气预报业务体系相结合,在林业、电力、旅游等领域预报支撑仍主要来源于全省城镇预报,这就导致专业预报产品的精细化程度不高,预报时效和空间分辨率不能满足专业用户的需求。 在林业方面,我省的森林火险气象等级预报工作开始于2006年,主要是用归一化差分植被指数(NDVI)和空气相对湿度构造森林火险综合指数,将支持向量机(SVM)方法用于森林火险预报预测试验,利用气象资料和卫星遥感资料,建立了甘肃省林区森林火险分类推理模型和回归推理模型,完成甘肃省森林火险预测预警系统,但该系统由于运行时间过长、系统老化,已不能在业务中正常运行。目前我省林业气象服务产品仅限于全省森林林区的火险气象等级预报,是基于林区附近城镇点雨量监测的基础上由预报人员主观预判完成,时间精度为24 h间隔,产品也只考虑了全省主要的16个林区火险等级情况,而我省地域广阔,林场分布分散,气候差异较大,因此当前的森林火险气象等级预报产品的时空精度和针对性都不能满足林业防火的需求;另外我省缺乏精细化的林区预报产品,在每年防火的关键期,特别是有林火发生期,精细化的林区要素预报(风向、风速、相对湿度、气温等)在服务中显得尤为重要。 在电网运行中,准确的流域面雨量预报是提高洪水预见期的基础,而洪水预报精度和洪水调度决策直接影响夏季电网安全运行。气象工作者对此做了大量的工作,如姚学祥等针对2003年梅雨期淮河流域大水提出了体积降水量的概念及其计算方法,并进行了流域体积降水量预报试验和预报结果的检验分析;徐晶和毕宝贵、周筱兰、董官臣和苗爱梅对面雨量的不同计算方案中均有分析和阐述;李才媛、熊秋芬等分别利用T213、MAPS模式产品进行面雨量预报,并对结果进行检验。ardo-Iguzqiza对西班牙南部Guadalhorce流域利用Thiessen多边形法、普通克里金、带趋势项的克里金以及协同克里金估算流域面雨量,结果表明在考虑地形高度因子的情况下的带趋势项的克里金较其他几种方法更具有优势。Goovaert通过对葡萄牙的一个5000km2的流域分别使用单变量插值方法(Thiessen多边形法、距离平方反比法)和以及多变量地理统计方法(区域平均的克里金、引入趋势项的克里金以及协同克里金)来估算区域气候平均面雨, 在后三种方法中考虑了地形高度的影响。结合我省电网专业服务的需求利用多种数值预报产品,开展基于多模式的流域面雨量预报产品,为电网的安全运行及水库的调度提供科学依据。 在旅游方面,我省旅游资源丰富,全省4A级以上景区有72个。既有湖光山色之美,又有人文风物之华。文物古迹、自然景观和人文景观,不仅互相渗透,连成一片,而且各具特色。而天气、气候旅游活动有直接或间接的关系。直接影响通俗讲就是天气造景,由于不同的天气、气候条件下可以形成不同的自然景观和旅游环境,如冰雪景观、山地的云雾景观等。间接影响指由于气候变化影响山体、水体、动植物及各种人文景观发生变化,而这些变化又依其特定的功能作用于旅游者。另外我省旅游资源多分布在山区以及地质灾害高发区,地势高耸,气候复杂多变,暴雨、沙尘、山洪地质灾害、雷电、大风、大雾、高温、寒潮、森林火灾等气象灾害和次生灾害高发、频发,对游客、景区居民以及景区生态环境、旅游线路安全构成威胁。近年来,我省旅游价值越来越受到人民群众和旅游爱好者的青睐。随着景区旅游的快速发展,客流量逐年上升,2013年甘肃省全年国内客流量为10068万人次,到2014年就上升至12548万人次,且这个数字呈现逐年增加的趋势(数据来自甘肃省旅游局)。然而我省目前的旅游气象服务产品单一,针对性不强,因此准确及时精细化的景区旅游气象服务产品将会为游客出行提供科学的参考依据。旅游气象这部分内容就是基于这个前提下,在甘肃省旅游局“中国西北游,出发在兰州”的口号下,重点对兰州市旅游气候舒适度以及客流量关系进行分析评价,后期在智能网格预报系统发展的基础上输出更加精细化到格点进而到每个景区各个景点的精细化的旅游气象服务产品,为甘肃省旅游气象发展提供科学依据。 随着气象预报研究的发展,气象部门为满足人们对气象预报的不同需求,把观测到的各种气象要素,运用数理统计方法综合给出各种量化的预测指标,这就是气象指数。国内外对气象指数的研究水平正逐步走向成熟,但要素来源不一,分级不统一,自动化程度不高。近年来,为了进一步拓宽气象服务领域,气象工作者针对各行各业和人类生活环境开发了诸如人体舒适度等适用于不同服务对象的环境气象指数,取得较好的服务效果。目前在甘肃省专业气象指数预报中,应用于专业气象预报业务的常用指数仅有兰州市的十几种, 且各指数等级划分及指数用语已经不适用于当前的专业预报服务。所以,基于数值模式预报,根据国家标准,借鉴其它省市相对较完善的气象指数预报方法,探讨各类气象指数对气象要素的敏感性和依附性,对甘肃省各生活类气象指数的等级划分范围和指数用语重新定义、归纳、总结,并利用统计学的原理,建立各生活类气象指数等级和指数用语模型,制作甘肃省14个地市州生活类气象指数预报,面向公众,提供更多的服务产品和生活建议,将规范完善的气象指数等级和指数用语应用于专业气象服务预报业务中,可以使本地气象服务向更深层拓宽、气象服务更具有针对性。另外,随着生活气象指数产品的不断丰富,每个指数产品都是单独研究开发,整个生活气象指数体系越来越庞大,给业务管理造成了很大压力,指数产品的制作过程也各不相同,服务用语的规范也各式各样,产品的获取方式和途径也五花八门,每天的重复操作相当巨大。因此,急需能够实现气象指数业务的自动化和相关产品的规范化。本项目主要针对我省林业、电力、旅游等领域及生活气象类产品精细化预报产品缺乏的现状,结合专业气象服务的特点,重新构建预报模型、指标及服务产品设计,利用多模式数值预报(EC细网格、GRAPES、T639细网格、智能网格),实现精细化、针对性强的专业预报服务产品,为专业用户的科学决策与防灾减速提供科学依据,可以使本地气象服务向更深层拓宽、气象服务更具有针对性、实现模式运用的自动化和产品的规范化,规范与丰富气象指数专业预报服务体系。为提高专业预报产品的精细化程度及专业产品的丰富性,在2016-2017年甘肃省气象服务中心创新基金项目(气服发[2016]70号文件)中设立“甘肃省森林林区精细化要素预报的实现”、“ 基于多模式降水预报的面雨量预报技术研发 ”、“兰州市旅游气候舒适度评价及气象服务方案”和“甘肃省生活类气象指数预报技术研发 ”等四个子项目,根据研究方向和业务统一性合并为“基于多模式的专业气象服务产品设计与研发”。 本项目针对甘肃省林业、电力、旅游等领域及生活气象类精细化预报产品缺乏的现状,结合专业气象服务的特点,重新构建预报模型、指标及服务产品设计,利用多模式数值预报(EC细网格、GRAPES、T639细网格、智能网格),实现精细化、针对性强的专业预报服务产品,为专业用户的科学决策与防灾减灾提供科学依据。 (一)项目完成情况： (1)利用GIS地图重新界定全省16大主要林区和307个林场位置,以EC细网格和智能网格预报为基础,分别制作全省307个国有林场、16个林区精细化要素预报,预报要素：温度、相对湿度、风向、风速、降水量、总云量、天气现象,时间精度为间隔3小时,预报时效未来69小时。 (2)结合西北地区黄河上游、大夏河、洮河、大通河、湟水河五条河流10km范围内的站点信息,集合EC细网格、T639细网格、GRAPESGFS数值模式产品,通过统计特征分析,从而得到各家模式对于降水预报的权重系数;并对各家模式降水预报进行空间降尺度处理,得到3*3km分辨率的背景场;代入权重系数,计算得到高时空分辨率的精细化面雨量预报,实现0-72小时间隔3小时,空间分辨率达到3*3km。 (3)利用兰州市近30年的气候统计资料,综合计算兰州市各月的温湿指数、风效指数及着衣指数,进而对兰州市旅游气候舒适度进行综合分析评估,划分一年中旅游舒适期。最后,以兰州市近5年来的旅游统计资料为依据,对兰州市旅游气候舒适度与国内旅游客流量资料进行相关性分析。 (4)根据国家标准,对各生活类气象指数的等级划分范围和指数用语重新定义、归纳、总结,并建立各生活类气象指数等级和指数用语模型,通过提取各类气象要素影响因子,使用回归统计法、因子加权法、经验模式法、概念模型法等数学统计方法,分析各气象要素影响因子分别与各生活类指数的相关特征,确定模型中各影响因子权重系数,建立一套适应甘肃省天气气候特点的专业气象指数预报方法;基于EC细网格、T639细网格等多种数值模式预报,通过程序设计,实现全省范围内的生活类气象指数等级的逐日输出。 (二)成果及应用： (1)利用GIS地图重新界定全省主要林区边界,增加307个林场位置信息,为制作精细化的林区预报奠定基础。 (2)项目完成的林区边界区划及林区、林场、流域精细化要素预报已在甘肃省智能网格业务综合应用平台中得到应用,为建设基于地理信息系统的森林火险气象服务系统和流域气象服务系统,提供更加精细、准确、专业的林区气象监测、预报、预警等服务产品提供核心的技术支撑。 (3)旅游、生活类指数的研究丰富了甘肃省旅游、公众气象服务产品,旅游客流量的分析为景区管理部门及公众提供出行参考,为开展智慧旅游气象服务提供了科学的参考依据。 (4)《兰州市旅游气候舒适度与客流量关系分析》一文2017年10月发表于沙漠与绿洲气象,并被赣皖气象服务论文收录。 (5)《基于气象条件的嘉峪关旅游客流量分析》一文入选2017年赣皖气象服务学术交流研讨会,并被赣皖气象服务论文收录。 |
| 中文关键词 | 天气预报 ; 气象指数 ; 森林火险 ; 预警系统 ; 网格 ; 气象服务 |
| 成果类型 | 应用技术 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P45 |
| URL | http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001124979 |
| 资源类型 | 成果 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243946 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何金梅. 基于多模式的专业气象服务产品设计与研发[Z]. 应用技术,2018. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
| 个性服务 |
| 推荐该条目 |
| 保存到收藏夹 |
| 导出为Endnote文件 |
| 谷歌学术 |
| 谷歌学术中相似的文章 |
| [何金梅]的文章 |
| 百度学术 |
| 百度学术中相似的文章 |
| [何金梅]的文章 |
| 必应学术 |
| 必应学术中相似的文章 |
| [何金梅]的文章 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
