氣象業(yè)務(wù)自動化-第一講課件

氣象業(yè)務(wù)自動化授課教師

舒守娟sjshu@南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院中尺度災(zāi)害性天氣教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室氣象業(yè)務(wù)自動化授課教師 舒守娟氣象業(yè)務(wù)的涵義概念：指在氣象和與之相關(guān)的領(lǐng)域中，從信息的采集、數(shù)據(jù)的傳輸存儲和加工處理到應(yīng)用服務(wù)的全過程包括的具體內(nèi)容：氣象綜合觀測業(yè)務(wù)（地基、空基和天基）氣象信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲管理和共享等）氣象信息加工業(yè)務(wù)（天氣/氣候/農(nóng)業(yè)/專業(yè)氣象預(yù)報、預(yù)測和評價）公益氣象信息服務(wù)（決策、公眾及專業(yè)專項(xiàng)服務(wù)等）氣象業(yè)務(wù)的涵義概念：第一講緒論我國氣象業(yè)務(wù)預(yù)報進(jìn)展我國現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系存在的差距和未來建設(shè)目標(biāo)我國氣象業(yè)務(wù)預(yù)報平臺第一講緒論我國氣象業(yè)務(wù)預(yù)報進(jìn)展我國氣象業(yè)務(wù)體系改革進(jìn)程

50-60年代–初創(chuàng)階段學(xué)習(xí)蘇聯(lián)氣象部門經(jīng)驗(yàn)，建立了全國四級氣象業(yè)務(wù)體制的基本框架80年代–開始現(xiàn)代化階段制定現(xiàn)代化發(fā)展綱要(1986-2000，15年)建立區(qū)域中心，形成全國五級業(yè)務(wù)體制90年代–加快現(xiàn)代化階段制定《氣象事業(yè)發(fā)展綱要》(1991-2020，30年)建立氣象綜合觀測、氣象信息網(wǎng)絡(luò)、基本氣象信息加工分析預(yù)測、氣象服務(wù)系統(tǒng)等四大功能技術(shù)體系9210工程、新一代天氣雷達(dá)工程、氣象衛(wèi)星工程、數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)、氣象預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)(MICAPS)、短期氣候預(yù)測系統(tǒng)以及中尺度預(yù)報系統(tǒng)21世紀(jì)-建設(shè)現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系我國氣象業(yè)務(wù)體系改革進(jìn)程

50-60年代–初創(chuàng)階段我國天氣業(yè)務(wù)體制（五級）國家級（氣象中心、衛(wèi)星中心、氣候中心、氣象信息中心、大氣探測中心，…）區(qū)域氣象中心?。▍^(qū)、市）氣象臺地（市、州、盟）氣象臺縣（市、區(qū)、旗）氣象站北京區(qū)域氣象中心沈陽區(qū)域氣象中心上海區(qū)域氣象中心武漢區(qū)域氣象中心廣州區(qū)域氣象中心成都區(qū)域氣象中心：重慶、四川、貴州、云南、西藏蘭州區(qū)域氣象中心烏魯木齊區(qū)域氣象中心我國天氣業(yè)務(wù)體制（五級）國家級（氣象中心、衛(wèi)星中心、氣候中心國家級全國災(zāi)害性天氣監(jiān)測、短時預(yù)報，全球短中期和延伸期天氣預(yù)報及全國天氣會商和災(zāi)害性天氣聯(lián)防等；精細(xì)化氣象要素客觀指導(dǎo)預(yù)報；區(qū)域中心區(qū)域內(nèi)短時及中短期天氣預(yù)報及會商指導(dǎo)、災(zāi)害天氣聯(lián)防；區(qū)域海洋、水文預(yù)報指導(dǎo)；省級災(zāi)害天氣監(jiān)測、短時和臨近預(yù)報；精細(xì)化的氣象要素預(yù)報；開展與鄰省的災(zāi)害性天氣聯(lián)防；地市級災(zāi)害天氣短時和臨近預(yù)警，補(bǔ)充訂正省臺中短期預(yù)報和專業(yè)氣象預(yù)報；縣級災(zāi)害天氣短時和臨近預(yù)警，補(bǔ)充訂正省臺中短期預(yù)報；國家級全國災(zāi)害性天氣監(jiān)測、短時預(yù)報，全球短中期和延伸期天氣預(yù)國家級區(qū)域中心省級地級縣級政府、公眾、專業(yè)用戶指導(dǎo)產(chǎn)品指導(dǎo)產(chǎn)品產(chǎn)品上傳產(chǎn)品上傳產(chǎn)品上傳服務(wù)天氣預(yù)報的業(yè)務(wù)指導(dǎo)關(guān)系國家級區(qū)域中心省級地21世紀(jì)-我國現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系

支撐預(yù)報預(yù)測科技支撐與保障保障需求綜合觀測公共服務(wù)保障保障支撐需求需求支撐基礎(chǔ)核心根本21世紀(jì)-我國現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系

支撐預(yù)報預(yù)測科技支撐保障需求信息網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)保障教育培訓(xùn)決策氣象服務(wù)公眾氣象服務(wù)專業(yè)氣象服務(wù)

業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺

數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)天氣監(jiān)測災(zāi)害性天氣短時臨近預(yù)報精細(xì)化天氣預(yù)報專業(yè)氣象應(yīng)用研究和成果轉(zhuǎn)化環(huán)境交通水文海洋

地基探測

天基探測

空基探測綜合觀測基礎(chǔ)預(yù)報預(yù)測核心公共服務(wù)根本信息網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)保障教育培訓(xùn)決策氣象服務(wù)公眾氣象服1855年，世界上第一張?zhí)鞖鈭D因克里米亞戰(zhàn)爭而誕生天氣圖是現(xiàn)代天氣預(yù)報的開端，在氣象學(xué)上意義重大，它把一個地點(diǎn)、一個地點(diǎn)的氣象要素有機(jī)地聯(lián)系到了一起，使眼界由點(diǎn)(“坐井觀天”)擴(kuò)展到面(“放眼世界”)預(yù)報人員可以在短時間內(nèi)通過天氣圖了解大范圍乃至全球的氣象情況，通過連續(xù)幾張?zhí)鞖鈭D，推測天氣的未來變化。直到數(shù)值天氣預(yù)報問世，天氣圖一直是氣象人員預(yù)報天氣的主要工具在數(shù)值預(yù)報蓬勃發(fā)展的今天，天氣圖仍不失為預(yù)報工具之一1855年，世界上第一張?zhí)鞖鈭D因克里米亞戰(zhàn)爭而誕生我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(1)全國絕大多數(shù)氣象臺多用手繪天氣圖方法制作天氣預(yù)報30年代從1930年起，由竺可楨領(lǐng)導(dǎo)的氣象研究所在南京正式發(fā)布天氣預(yù)報和臺風(fēng)警報50年代電子信息技術(shù)的發(fā)展加快了我國氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展進(jìn)程70年代80年代數(shù)值預(yù)報(基礎(chǔ))+天氣圖等多種預(yù)報方法的綜合應(yīng)用我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(1)全國絕大多數(shù)氣象臺多用手繪天氣圖方法制多種業(yè)務(wù)天氣預(yù)報方法的綜合應(yīng)用預(yù)報時效預(yù)報對象預(yù)報方法天氣監(jiān)測災(zāi)害性天氣、極端天氣事件實(shí)時觀測、氣候分析臨近預(yù)報（０－３h)害性天氣及相關(guān)災(zāi)害外推預(yù)報(客觀＋主觀)

短時預(yù)報（3－1２h)災(zāi)害性天氣及相關(guān)災(zāi)害，氣象要素精細(xì)數(shù)值預(yù)報，動力診斷短期預(yù)報（12-72h）QPF、災(zāi)害天氣、氣象要素數(shù)值預(yù)報、集合預(yù)報，預(yù)報員訂正中期預(yù)報（4-10天）QPF、氣象要素、重大天氣過程數(shù)值預(yù)報、集合預(yù)報，預(yù)報員訂正延伸期預(yù)報（10-30天）重大過程，氣象要素趨勢動力統(tǒng)計、集合預(yù)報多種業(yè)務(wù)天氣預(yù)報方法的綜合應(yīng)用預(yù)報時效預(yù)報對象預(yù)報方法天氣我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(2)氣象觀測系統(tǒng)得到了較快較好的發(fā)展常規(guī)觀測衛(wèi)星探測非常規(guī)觀測雷達(dá)探測我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(2)氣象觀測系統(tǒng)得到了較快較好的發(fā)展常規(guī)觀綜合氣象觀測系統(tǒng)-天基、空基和地基氣象部門各類氣象站2751個基準(zhǔn)氣候站：143個基本氣象站：530個一般天氣站：1736個大氣輻射站：98個酸雨觀測站：86個沙塵暴監(jiān)測站（一期）：46個土壤濕度觀測站：433個農(nóng)業(yè)氣象觀測站：624個大氣本底站：4個閃電定位(地閃)98個閃電定位(云間閃)：3個多普勒雷達(dá)站101共(3902)注：不包括單要素/2-3要素站和中尺度小網(wǎng)等站綜合氣象觀測系統(tǒng)-天基、空基和地基氣象部門各類氣象站2751120個探空站158部新一代天氣雷達(dá)600個自動氣象站七十年代開始設(shè)計和研制1988.9.7風(fēng)云一號A星極軌試驗(yàn)1990.9.3風(fēng)云一號B星極軌試驗(yàn)1997.6.10風(fēng)云二號A星靜止試驗(yàn)1999.5.10風(fēng)云一號C星極軌業(yè)務(wù)2000.6.25風(fēng)云二號B星靜止試驗(yàn)2002.5.15風(fēng)云一號D星極軌業(yè)務(wù)2004.9.19風(fēng)云二號C星靜止業(yè)務(wù)2006.10.19風(fēng)云二號D星靜止業(yè)務(wù)120個探空站158部新一代天氣雷達(dá)600個自動氣象站七十年我國新一代天氣雷達(dá)分布資料源自中國氣象局我國新一代天氣雷達(dá)分布資料源自中國氣象局我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(3)-現(xiàn)狀（1）建立了比較完整的數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)體系全球中期天氣預(yù)報，中尺度數(shù)值天氣預(yù)報，全球資料變分同化系統(tǒng)、全球集合預(yù)報系統(tǒng)，熱帶氣旋路徑數(shù)值預(yù)報，沙塵、紫外線、海浪、核放射性污染物擴(kuò)散傳輸?shù)葘I(yè)數(shù)值預(yù)報模式及相應(yīng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行與監(jiān)控系統(tǒng)（2）建立了以數(shù)值天氣預(yù)報為基礎(chǔ)、人機(jī)交互信息加工處理系統(tǒng)為平臺、綜合應(yīng)用多種預(yù)報技術(shù)方法的天氣預(yù)報業(yè)務(wù)技術(shù)體系建立了以氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)MICAPS為核心的天氣預(yù)報業(yè)務(wù)技術(shù)平臺，天氣預(yù)報水平穩(wěn)定提高，其中臺風(fēng)路徑預(yù)報已接近國際先進(jìn)水平我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(3)-現(xiàn)狀（1）建立了比較完整的數(shù)值天氣預(yù)數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)2.區(qū)域模式3.精細(xì)模式1.全球模式4770km3500km3000km1000km水平分辨率60公里預(yù)報時效未來十天區(qū)域范圍全球水平分辨率20公里預(yù)報時效未來2天區(qū)域范圍93～1230E

20～450N水平分辨率5公里預(yù)報時效未來2天區(qū)域范圍115～1200E37～420N數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)2.區(qū)域模式3.精細(xì)模式1.全球模式47數(shù)值預(yù)報的業(yè)務(wù)分工國家級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)區(qū)域中心數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)省級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)全球中期數(shù)值天氣預(yù)報5~10公里分辨率區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報1~3公里分辨率的區(qū)域精細(xì)數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品解釋和應(yīng)用數(shù)值預(yù)報的業(yè)務(wù)分工國家級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)區(qū)域中心數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)省級高空探測信息天氣雷達(dá)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息雷電監(jiān)測信息氣象衛(wèi)星資料數(shù)值預(yù)報(基礎(chǔ))現(xiàn)代天氣預(yù)報高空探測信息天氣雷達(dá)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息雷電監(jiān)測信息氣象衛(wèi)星資料數(shù)值預(yù)預(yù)報員參考信息的四個來源數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品(ECMWF、日本、T213及本地模式)本地預(yù)報產(chǎn)品和方法(統(tǒng)計、動力和天氣)大量的原始檢測和觀測信息上級指導(dǎo)預(yù)報預(yù)報員預(yù)報員參考信息的四個來源數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品本地預(yù)報產(chǎn)品和方法大量的資料分析交叉重疊+信息種類繁雜→

天氣預(yù)報人機(jī)交互處理應(yīng)運(yùn)而生！將圖形圖像處理技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、圖形顯示和編輯功能有機(jī)結(jié)合，為預(yù)報員提供了一個非常方便的工作平臺更充分的使用信息節(jié)省預(yù)報員的手工勞動時間提高工作效率提供強(qiáng)有力的預(yù)報產(chǎn)品便于修改、移植和擴(kuò)充資料分析交叉重疊+信息種類繁雜→

天氣預(yù)報人機(jī)交互處理應(yīng)運(yùn)而最早的預(yù)報員工作平臺：美國AFOS預(yù)報工作站(80年代)美國SWISS系統(tǒng)，主要用于衛(wèi)星云圖顯示美國AWIPS(日本的COSMETS)天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)(90年代)功能齊全人機(jī)交互處理能力強(qiáng)綜合處理各種信息能夠編輯各類天氣預(yù)報最早的預(yù)報員工作平臺：美國AFOS預(yù)報工作站(80年代)我國“9210”工程(氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng))國家計委在1992年10月正式批準(zhǔn)中國氣象局建設(shè)《氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)》簡稱9210工程。覆蓋全國地(市)級以上氣象臺，建設(shè)基于通信衛(wèi)星的VSAT(VerySmalApertureTerminal)通訊網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以衛(wèi)星通信為主，地面通信為輔，將分布在各地的計算機(jī)局域網(wǎng)相連，形成一個完整的局域網(wǎng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在地(市)以上各級氣象部門分別建立由小型機(jī)、工作站、微機(jī)組成的局域網(wǎng)，以加強(qiáng)數(shù)據(jù)的收集、處理和分發(fā)能力，并通過衛(wèi)星通信網(wǎng)把全國連成一個集中控制、分級管理的計算機(jī)廣域網(wǎng)，建成國家級網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的監(jiān)視、控制、調(diào)度和管理。同時，建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)。

1999年，9210工程全面業(yè)務(wù)化運(yùn)行，衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)建設(shè)全面展開，全國建成1800個PC-VSAT接收站，國家氣象中心承擔(dān)了衛(wèi)星主站的運(yùn)行和應(yīng)用軟件維護(hù)任務(wù)，氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)在我國氣象通信和業(yè)務(wù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。我國“9210”工程(氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng))國家計委在1MICAPS系統(tǒng)簡介MICAPS(MeteorologicalInformationComprehensiveAnalysisAndProcessSystem)是9210工程的天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)，是氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)的英文縮寫。MICAPS是充分利用9210工程通訊系統(tǒng)得到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行我國天氣分析和預(yù)報的工作平臺。它是與9210工程通信、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)配套的人機(jī)交互系統(tǒng)，分為工作站版（省級臺用）和微機(jī)版（地市級臺用），操作系統(tǒng)分別為UNIX和WINDOWS。目前該系統(tǒng)已裝備在我國各級氣象業(yè)務(wù)部門。通過檢索各種氣象數(shù)據(jù)，顯示氣象數(shù)據(jù)的圖形圖像，對各種圖形進(jìn)行編輯加工，為氣象預(yù)報人員提供一個中期、短期、短時天氣預(yù)報的工作平臺。MICAPS系統(tǒng)簡介MICAPS(Meteorologic（3）建立了水文氣象、海洋氣象、交通氣象、航空氣象、城市環(huán)境氣象等專業(yè)氣象業(yè)務(wù)——具有中國特色的以天氣業(yè)務(wù)信息與技術(shù)為基礎(chǔ)的公共氣象服務(wù)體系專業(yè)預(yù)報預(yù)報對象海洋氣象全球及近海海面風(fēng)、霧、能見度、海浪等海洋環(huán)境氣象要素預(yù)報水文氣象流域面雨量、匯流、徑流、流量及區(qū)域漬澇預(yù)報；交通氣象交通干線氣象要素、災(zāi)害天氣及路面溫度、結(jié)冰等預(yù)報，環(huán)境氣象空氣質(zhì)量、森林草原火險、地質(zhì)災(zāi)害等；航空氣象機(jī)場及航線上氣象要素短時和短期預(yù)報公共衛(wèi)生氣象與人體健康有關(guān)的氣象指數(shù)及環(huán)境指數(shù)監(jiān)測和預(yù)報；能源氣象電力負(fù)荷、能源安全的氣象條件；旅游氣象風(fēng)景點(diǎn)區(qū)域的氣象要素預(yù)報體育氣象體育場館的氣象要素預(yù)報；鹽業(yè)氣象與鹽業(yè)生產(chǎn)活動有關(guān)的氣象條件預(yù)報；全球海浪數(shù)值預(yù)報模式——2005全球擴(kuò)散傳輸模式系統(tǒng)——2003沙塵暴數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)——2002空氣質(zhì)量預(yù)報系統(tǒng)——2001年紫外線指數(shù)預(yù)報系統(tǒng)——1998年森林火險氣象條件預(yù)報系統(tǒng)——1999年（3）建立了水文氣象、海洋氣象、交通氣象、航空氣象、城市環(huán)境全球海浪模式試驗(yàn)麥莎全球海浪模式試驗(yàn)麥莎開縣高橋鎮(zhèn)有毒氣體擴(kuò)散傳輸路徑（23日22時-26日20時)0-500米高度內(nèi)傳輸路徑1500米高度上傳輸路徑3000米高度上傳輸路徑開縣高橋鎮(zhèn)48小時內(nèi)有毒氣體影響到地面的區(qū)域分布（23日22時-25日20時)重慶井噴事故應(yīng)急響應(yīng)決策服務(wù)產(chǎn)品污染物擴(kuò)散緊急響應(yīng)開縣高橋鎮(zhèn)有毒氣體擴(kuò)散傳輸路徑0-500米高度內(nèi)傳輸路徑152005年4月17日20時起報——地面沙塵濃度藍(lán)色數(shù)字為地面實(shí)況15小時預(yù)報19小時預(yù)報39小時預(yù)報2005年4月17日20時起報——地面沙塵濃度15小時預(yù)報1

紫外線指數(shù)數(shù)值預(yù)報中期模式模式層要素場IBM-SP臭氧資料生成太陽天頂角逐日4時次的紫外線輻射強(qiáng)度的3天預(yù)報轉(zhuǎn)換為指數(shù)和等級產(chǎn)品制作數(shù)據(jù)存檔天氣會商室intranet專業(yè)氣象臺中期模式模式層輸出前處理ProvidedbyGuanChenggongofNWPD/NMC紫外線指數(shù)數(shù)值預(yù)報中期IBM-SP臭氧太陽天頂探空資料地形特征地表特征數(shù)值預(yù)報物理量場初始時刻污染物濃度

PPI指數(shù)污染潛勢指數(shù)

API指數(shù)空氣污染指數(shù)客觀分析物理量場模式初始物理量場模式側(cè)邊界條件T213預(yù)報場mm5模式箱格模式空氣質(zhì)量CAPPS模式的系統(tǒng)框架探空資料地形特征地表特征數(shù)值預(yù)報初始時刻污染物濃度現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的標(biāo)志!更多的觀（探）測信息的實(shí)時應(yīng)用數(shù)值預(yù)報的基礎(chǔ)作用更加突出基于大氣動力學(xué)基礎(chǔ)的多種預(yù)報技術(shù)方法綜合應(yīng)用信息技術(shù)提供了有利的支撐現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的標(biāo)志!更多的觀（探）測信息的實(shí)時應(yīng)用Progressin20thCentury

20世紀(jì)最偉大的科技進(jìn)步之一Tremendousstrideshavebeentakeninnumericallypredictingtheweather:Thisisoneofthegreatestscientificachievementsofthe20thCentury,withhugesocietalandeconomicbenefits.FromThorpexReportProgressin20thCentury

20世紀(jì)最1982.2大B模式(L5，d=381km)Northhemisphere3daysforecast1991.6T42L9Northhemisphere5daysforecast我國第一代1995.6T63L16Global7daysforecast我國第二代1997.6T106L19Global10daysforecast我國第三代2002.9T213L31Global10daysforecast我國第四代我國業(yè)務(wù)化數(shù)值天氣模式的發(fā)展1982.2大B模式Northhemisphere199天氣預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步

SatelliteRainfallRadarmosaic06~22June212005,realtimemonitoringofseveretorrentialraininSouthChinaSubtropicalHighMCSULJLLJMeiyufrontHighmoistureareaMid-leveltrough天氣預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步SatelliteRainfallRad24H、48H降水預(yù)報評分汛期大雨、暴雨預(yù)報評分中央氣象臺預(yù)報質(zhì)量24H、48H降水預(yù)報評分汛期大雨、暴雨預(yù)報評分中央氣象臺預(yù)重大災(zāi)害性天氣預(yù)報—臺風(fēng)我國臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差逐年減小

24小時:120KM(05),121.4KM(06)48小時:184KM72小時:282KM重大災(zāi)害性天氣預(yù)報—臺風(fēng)我國臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差逐年減小氣象業(yè)務(wù)自動化_第一講課件中國-D3中國-D5中國-D7、、分別T213L312003年7月份3、5、7天預(yù)報500hPa距平相關(guān)系數(shù)歐洲中心業(yè)務(wù)模式500hPa的距平相關(guān)系數(shù)全球中期數(shù)值預(yù)報（60公里水平空間分辨率）可用預(yù)報時效（以北半球500hPa的高度距平相關(guān)超過60%為準(zhǔn)）已達(dá)到6天（夏季5天）中國-D3中國-D5中國-D7、、分別T213多模式的比較——降水TS評分多模式的比較——降水TS評分2007年臺風(fēng)路徑預(yù)報主客觀預(yù)報誤差2007年臺風(fēng)路徑預(yù)報主客觀預(yù)報誤差熱帶氣旋預(yù)報路徑誤差中國：24H：~120公里48H：~240公里72H：~300公里美國：24H：~90公里48H：~160公里72H：~250公里熱帶氣旋預(yù)報路徑誤差中國：美國：美國單位：海里/小時臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報現(xiàn)狀：臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報業(yè)務(wù)仍以經(jīng)驗(yàn)方法為主，主觀性較強(qiáng)，為數(shù)甚少的統(tǒng)計或統(tǒng)計釋用方法還不夠成熟,預(yù)報精度也較低，預(yù)報技巧評分一直不高美國單位：海里/小時臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報現(xiàn)狀：臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報業(yè)務(wù)仍以經(jīng)日本美國日本美國氣象業(yè)務(wù)中存在的問題模式的預(yù)報時效與精細(xì)程度與世界先進(jìn)模式相比還有很大差距重大災(zāi)害性、關(guān)鍵性、轉(zhuǎn)折性天氣

氣象探測、資料同化系統(tǒng)與國外先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)衛(wèi)星、飛機(jī)、雷達(dá)、風(fēng)廓線儀、閃電定位儀等信息使用效率不高，業(yè)務(wù)尚未建立數(shù)值分析預(yù)報產(chǎn)品的解釋應(yīng)用水平不高專業(yè)數(shù)值預(yù)報(海洋、水文、能源等)模式以國外引進(jìn)為主，發(fā)展緩慢業(yè)務(wù)體制、布局、結(jié)構(gòu)方面的不合理資源不能充分共享；研究型業(yè)務(wù)有待完善氣象業(yè)務(wù)中存在的問題模式的預(yù)報時效與精細(xì)程度與世界先進(jìn)模式相我國氣象災(zāi)害種類多、范圍廣、強(qiáng)度大、災(zāi)情重1990-2006年每年因氣象災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為1859億元，約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的1%～3%，年均2.8%；1990-2006年因氣象災(zāi)害造成的平均年死亡人數(shù)為4427人，每年近4億人次受災(zāi)，農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)5000萬公頃我國氣象災(zāi)害種類多、范圍廣、強(qiáng)度大、災(zāi)情重氣象觀測的發(fā)展趨勢從人工觀測到自動化遙感觀測；從定性觀測到定量觀測；從以地基觀測為主到以天基觀測為主；從單一的大氣圈觀測到地球各大圈層及其相互作用的綜合觀測綜合利用多種手段、多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度、高時空分辨率、連續(xù)、自動、一體化的定量觀測實(shí)現(xiàn)對我國大部分地區(qū)災(zāi)害性天氣的連續(xù)監(jiān)測，高影響中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測率達(dá)90%以上提高數(shù)據(jù)處理技術(shù)，融合各種觀測數(shù)據(jù)加強(qiáng)部門和國際間的合作，共享觀測資料氣象觀測的發(fā)展趨勢從人工觀測到自動化遙感觀測；從定性觀測到定天氣/氣候業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)水平達(dá)到國際同期先進(jìn)水平；全球數(shù)值天氣預(yù)報模式的水平分辨率到10km（中國區(qū)域達(dá)1km），中期數(shù)值天氣形勢預(yù)報可用達(dá)10天以上資料同化和融合應(yīng)更好地滿足數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)的需求專業(yè)氣象服務(wù)精細(xì)化、個性化和針對性顯著提高氣候系統(tǒng)模式顯著發(fā)展，并向地球系統(tǒng)模式發(fā)展氣候業(yè)務(wù)向定量化、多領(lǐng)域、多應(yīng)用方向發(fā)展天氣/氣候業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)水平達(dá)到國際同期先進(jìn)中美氣象中心業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)單次使用的氣象資料資料數(shù)量JULY,200000UTC美國：511645中國：41759中美氣象中心業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)單次使用的氣象資料資料數(shù)量北半球提高近0.5天南半球提高近1天同化技術(shù)和衛(wèi)星資料的應(yīng)用是重點(diǎn)之一三維變分及ATOVS資料同化的預(yù)報可用時效北半球提高近0.5天南半球提高近1天同化技術(shù)和衛(wèi)星資料的應(yīng)用區(qū)域數(shù)值預(yù)報模式的發(fā)展與臨近預(yù)報技術(shù)結(jié)合，改進(jìn)局地強(qiáng)烈災(zāi)害性天氣的短時預(yù)警；提高QPF的質(zhì)量；專業(yè)氣象預(yù)報、城市環(huán)境氣象；難點(diǎn)問題：物理過程優(yōu)化、中尺度資料同化未來的業(yè)務(wù)系統(tǒng)：Grapes-meso；WRF……天氣預(yù)報業(yè)務(wù)需要研究性業(yè)務(wù)的發(fā)展高素質(zhì)的預(yù)報員隊(duì)伍是關(guān)鍵區(qū)域數(shù)值預(yù)報模式的發(fā)展與臨近預(yù)報技術(shù)結(jié)合，改進(jìn)局地強(qiáng)烈災(zāi)害性專業(yè)氣象服務(wù)發(fā)展趨勢服務(wù)產(chǎn)品的精細(xì)化、專業(yè)化和服務(wù)手段的現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)對社會各行業(yè)無縫隙應(yīng)用和服務(wù)航空氣象農(nóng)業(yè)氣象水文氣象交通氣象海洋氣象電力與能源氣象空間天氣空氣質(zhì)量與突發(fā)環(huán)境污染事件專業(yè)氣象服務(wù)發(fā)展趨勢服務(wù)產(chǎn)品的精細(xì)化、專業(yè)化和服務(wù)手段的現(xiàn)代氣象信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢高性能計算機(jī)能力明顯增強(qiáng)建成全國廣域網(wǎng)系統(tǒng)形成資料和檔案管理體系，建立分布式數(shù)據(jù)庫水文、航空、海洋等部門的氣象信息系統(tǒng)取得較大發(fā)展全球范圍的通信網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)快速發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)迅速發(fā)展氣象信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢高性能計算機(jī)能力明顯增強(qiáng)氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)(MICAPS)MeteoroligicalInformationComprehensiveAnalysisandProcessingSystem:MICAPS“9210”工程(氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用工程)：衛(wèi)星通信和地面通信相結(jié)合的氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——?dú)庀笮畔⒌木W(wǎng)絡(luò)化傳輸和共享MICAPS與“9210”工程通訊、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)配套，是“9210”工程下的一個子系統(tǒng)——天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)(MICAPS)Meteorolig氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)(MICAPS)主要功能：通過檢索，顯示氣象數(shù)據(jù)圖像，對圖形進(jìn)行編輯和輸出(還有收集預(yù)報業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等外圍功能)，為預(yù)報人員提供一個中期、短期、短時天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的工作平臺MICAPS的發(fā)展V1.0：1995，支持19類數(shù)據(jù)格式V2.0：2004.1，支持25類數(shù)據(jù)格式(擴(kuò)展了站點(diǎn)填圖數(shù)據(jù)(3)、等值線(4)、圖像數(shù)據(jù)(13)和氣象圖元數(shù)據(jù)(14)；增加了表格、折線圖、直方圖、郵票圖、餅圖和玫瑰圖的數(shù)據(jù)V3.0：2007.8試用版V3.1：2009.2功能更加完善，再增加15類數(shù)據(jù)(Amdar、自動站、風(fēng)廓線、AWX/HDF/GPF、netCDF、雷達(dá)基數(shù)據(jù)及PUP等)MICAPS基本系統(tǒng)框架核心軟件(二維圖形)：圖形顯示、操作、編輯等中短期組件：探空圖、三線圖、剖面圖等一維圖形軟件：折線、直方圖、餅圖和玫瑰圖等三維圖形軟件：三維空間等值面圖等氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)(MICAPS)主要功能：通過檢索，Micaps3主界面雙擊快捷方式進(jìn)行啟動主界面包括標(biāo)題欄、菜單、工具條、圖組控制、顯示設(shè)置、圖層屬性設(shè)置、圖形顯示區(qū)域和狀態(tài)欄幾個部分Micaps3主界面雙擊快捷方式進(jìn)行啟動MICAPS在氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的位置MICAPS在氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的位置MICAPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和客戶端三部分MICAPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和客戶端三部分MICAPS客戶端總體功能基本功能：MICAPS基本數(shù)據(jù)顯示功能（第1-18類數(shù)據(jù)）預(yù)報制作、等值線修改、天氣圖分析需要的交互功能打印功能地面三線圖繪制一維圖顯示功能玫瑰圖和餅圖顯示地圖投影切換功能新增功能：預(yù)警信號制作雨量累加地面和離散點(diǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計臺風(fēng)路徑動畫顯示GPS水汽填圖和時間序列顯示風(fēng)廓線資料顯示雷達(dá)資料（基數(shù)據(jù)和PUP產(chǎn)品）顯示衛(wèi)星資料（標(biāo)稱圖、AWX格式云圖及產(chǎn)品、GPF格式）顯示和檢索netCDF資料顯示探空資料的時空剖面顯示模式資料的時空剖面、對比、單點(diǎn)時間變化、郵票圖和切片圖顯示W(wǎng)S報資料監(jiān)視顯示基礎(chǔ)地理信息顯示（MIF和SHP格式數(shù)據(jù)顯示、高程數(shù)據(jù)顯示）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載與顯示地球球面距離和球面近似面積計算城市預(yù)報交互制作、精細(xì)化預(yù)報指導(dǎo)產(chǎn)品訂正文本文件編輯與傳輸圖片顯示、圖形保存和動畫GIF生成會商支持MICAPS客戶端總體功能基本功能：新增功能：氣象業(yè)務(wù)自動化授課教師

舒守娟sjshu@南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院中尺度災(zāi)害性天氣教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室氣象業(yè)務(wù)自動化授課教師 舒守娟氣象業(yè)務(wù)的涵義概念：指在氣象和與之相關(guān)的領(lǐng)域中，從信息的采集、數(shù)據(jù)的傳輸存儲和加工處理到應(yīng)用服務(wù)的全過程包括的具體內(nèi)容：氣象綜合觀測業(yè)務(wù)（地基、空基和天基）氣象信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲管理和共享等）氣象信息加工業(yè)務(wù)（天氣/氣候/農(nóng)業(yè)/專業(yè)氣象預(yù)報、預(yù)測和評價）公益氣象信息服務(wù)（決策、公眾及專業(yè)專項(xiàng)服務(wù)等）氣象業(yè)務(wù)的涵義概念：第一講緒論我國氣象業(yè)務(wù)預(yù)報進(jìn)展我國現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系存在的差距和未來建設(shè)目標(biāo)我國氣象業(yè)務(wù)預(yù)報平臺第一講緒論我國氣象業(yè)務(wù)預(yù)報進(jìn)展我國氣象業(yè)務(wù)體系改革進(jìn)程

50-60年代–初創(chuàng)階段學(xué)習(xí)蘇聯(lián)氣象部門經(jīng)驗(yàn)，建立了全國四級氣象業(yè)務(wù)體制的基本框架80年代–開始現(xiàn)代化階段制定現(xiàn)代化發(fā)展綱要(1986-2000，15年)建立區(qū)域中心，形成全國五級業(yè)務(wù)體制90年代–加快現(xiàn)代化階段制定《氣象事業(yè)發(fā)展綱要》(1991-2020，30年)建立氣象綜合觀測、氣象信息網(wǎng)絡(luò)、基本氣象信息加工分析預(yù)測、氣象服務(wù)系統(tǒng)等四大功能技術(shù)體系9210工程、新一代天氣雷達(dá)工程、氣象衛(wèi)星工程、數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)、氣象預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)(MICAPS)、短期氣候預(yù)測系統(tǒng)以及中尺度預(yù)報系統(tǒng)21世紀(jì)-建設(shè)現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系我國氣象業(yè)務(wù)體系改革進(jìn)程

50-60年代–初創(chuàng)階段我國天氣業(yè)務(wù)體制（五級）國家級（氣象中心、衛(wèi)星中心、氣候中心、氣象信息中心、大氣探測中心，…）區(qū)域氣象中心省（區(qū)、市）氣象臺地（市、州、盟）氣象臺縣（市、區(qū)、旗）氣象站北京區(qū)域氣象中心沈陽區(qū)域氣象中心上海區(qū)域氣象中心武漢區(qū)域氣象中心廣州區(qū)域氣象中心成都區(qū)域氣象中心：重慶、四川、貴州、云南、西藏蘭州區(qū)域氣象中心烏魯木齊區(qū)域氣象中心我國天氣業(yè)務(wù)體制（五級）國家級（氣象中心、衛(wèi)星中心、氣候中心國家級全國災(zāi)害性天氣監(jiān)測、短時預(yù)報，全球短中期和延伸期天氣預(yù)報及全國天氣會商和災(zāi)害性天氣聯(lián)防等；精細(xì)化氣象要素客觀指導(dǎo)預(yù)報；區(qū)域中心區(qū)域內(nèi)短時及中短期天氣預(yù)報及會商指導(dǎo)、災(zāi)害天氣聯(lián)防；區(qū)域海洋、水文預(yù)報指導(dǎo)；省級災(zāi)害天氣監(jiān)測、短時和臨近預(yù)報；精細(xì)化的氣象要素預(yù)報；開展與鄰省的災(zāi)害性天氣聯(lián)防；地市級災(zāi)害天氣短時和臨近預(yù)警，補(bǔ)充訂正省臺中短期預(yù)報和專業(yè)氣象預(yù)報；縣級災(zāi)害天氣短時和臨近預(yù)警，補(bǔ)充訂正省臺中短期預(yù)報；國家級全國災(zāi)害性天氣監(jiān)測、短時預(yù)報，全球短中期和延伸期天氣預(yù)國家級區(qū)域中心省級地級縣級政府、公眾、專業(yè)用戶指導(dǎo)產(chǎn)品指導(dǎo)產(chǎn)品產(chǎn)品上傳產(chǎn)品上傳產(chǎn)品上傳服務(wù)天氣預(yù)報的業(yè)務(wù)指導(dǎo)關(guān)系國家級區(qū)域中心省級地21世紀(jì)-我國現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系

支撐預(yù)報預(yù)測科技支撐與保障保障需求綜合觀測公共服務(wù)保障保障支撐需求需求支撐基礎(chǔ)核心根本21世紀(jì)-我國現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系

支撐預(yù)報預(yù)測科技支撐保障需求信息網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)保障教育培訓(xùn)決策氣象服務(wù)公眾氣象服務(wù)專業(yè)氣象服務(wù)

業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺

數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)天氣監(jiān)測災(zāi)害性天氣短時臨近預(yù)報精細(xì)化天氣預(yù)報專業(yè)氣象應(yīng)用研究和成果轉(zhuǎn)化環(huán)境交通水文海洋

地基探測

天基探測

空基探測綜合觀測基礎(chǔ)預(yù)報預(yù)測核心公共服務(wù)根本信息網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)保障教育培訓(xùn)決策氣象服務(wù)公眾氣象服1855年，世界上第一張?zhí)鞖鈭D因克里米亞戰(zhàn)爭而誕生天氣圖是現(xiàn)代天氣預(yù)報的開端，在氣象學(xué)上意義重大，它把一個地點(diǎn)、一個地點(diǎn)的氣象要素有機(jī)地聯(lián)系到了一起，使眼界由點(diǎn)(“坐井觀天”)擴(kuò)展到面(“放眼世界”)預(yù)報人員可以在短時間內(nèi)通過天氣圖了解大范圍乃至全球的氣象情況，通過連續(xù)幾張?zhí)鞖鈭D，推測天氣的未來變化。直到數(shù)值天氣預(yù)報問世，天氣圖一直是氣象人員預(yù)報天氣的主要工具在數(shù)值預(yù)報蓬勃發(fā)展的今天，天氣圖仍不失為預(yù)報工具之一1855年，世界上第一張?zhí)鞖鈭D因克里米亞戰(zhàn)爭而誕生我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(1)全國絕大多數(shù)氣象臺多用手繪天氣圖方法制作天氣預(yù)報30年代從1930年起，由竺可楨領(lǐng)導(dǎo)的氣象研究所在南京正式發(fā)布天氣預(yù)報和臺風(fēng)警報50年代電子信息技術(shù)的發(fā)展加快了我國氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展進(jìn)程70年代80年代數(shù)值預(yù)報(基礎(chǔ))+天氣圖等多種預(yù)報方法的綜合應(yīng)用我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(1)全國絕大多數(shù)氣象臺多用手繪天氣圖方法制多種業(yè)務(wù)天氣預(yù)報方法的綜合應(yīng)用預(yù)報時效預(yù)報對象預(yù)報方法天氣監(jiān)測災(zāi)害性天氣、極端天氣事件實(shí)時觀測、氣候分析臨近預(yù)報（０－３h)害性天氣及相關(guān)災(zāi)害外推預(yù)報(客觀＋主觀)

短時預(yù)報（3－1２h)災(zāi)害性天氣及相關(guān)災(zāi)害，氣象要素精細(xì)數(shù)值預(yù)報，動力診斷短期預(yù)報（12-72h）QPF、災(zāi)害天氣、氣象要素數(shù)值預(yù)報、集合預(yù)報，預(yù)報員訂正中期預(yù)報（4-10天）QPF、氣象要素、重大天氣過程數(shù)值預(yù)報、集合預(yù)報，預(yù)報員訂正延伸期預(yù)報（10-30天）重大過程，氣象要素趨勢動力統(tǒng)計、集合預(yù)報多種業(yè)務(wù)天氣預(yù)報方法的綜合應(yīng)用預(yù)報時效預(yù)報對象預(yù)報方法天氣我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(2)氣象觀測系統(tǒng)得到了較快較好的發(fā)展常規(guī)觀測衛(wèi)星探測非常規(guī)觀測雷達(dá)探測我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(2)氣象觀測系統(tǒng)得到了較快較好的發(fā)展常規(guī)觀綜合氣象觀測系統(tǒng)-天基、空基和地基氣象部門各類氣象站2751個基準(zhǔn)氣候站：143個基本氣象站：530個一般天氣站：1736個大氣輻射站：98個酸雨觀測站：86個沙塵暴監(jiān)測站（一期）：46個土壤濕度觀測站：433個農(nóng)業(yè)氣象觀測站：624個大氣本底站：4個閃電定位(地閃)98個閃電定位(云間閃)：3個多普勒雷達(dá)站101共(3902)注：不包括單要素/2-3要素站和中尺度小網(wǎng)等站綜合氣象觀測系統(tǒng)-天基、空基和地基氣象部門各類氣象站2751120個探空站158部新一代天氣雷達(dá)600個自動氣象站七十年代開始設(shè)計和研制1988.9.7風(fēng)云一號A星極軌試驗(yàn)1990.9.3風(fēng)云一號B星極軌試驗(yàn)1997.6.10風(fēng)云二號A星靜止試驗(yàn)1999.5.10風(fēng)云一號C星極軌業(yè)務(wù)2000.6.25風(fēng)云二號B星靜止試驗(yàn)2002.5.15風(fēng)云一號D星極軌業(yè)務(wù)2004.9.19風(fēng)云二號C星靜止業(yè)務(wù)2006.10.19風(fēng)云二號D星靜止業(yè)務(wù)120個探空站158部新一代天氣雷達(dá)600個自動氣象站七十年我國新一代天氣雷達(dá)分布資料源自中國氣象局我國新一代天氣雷達(dá)分布資料源自中國氣象局我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(3)-現(xiàn)狀（1）建立了比較完整的數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)體系全球中期天氣預(yù)報，中尺度數(shù)值天氣預(yù)報，全球資料變分同化系統(tǒng)、全球集合預(yù)報系統(tǒng)，熱帶氣旋路徑數(shù)值預(yù)報，沙塵、紫外線、海浪、核放射性污染物擴(kuò)散傳輸?shù)葘I(yè)數(shù)值預(yù)報模式及相應(yīng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行與監(jiān)控系統(tǒng)（2）建立了以數(shù)值天氣預(yù)報為基礎(chǔ)、人機(jī)交互信息加工處理系統(tǒng)為平臺、綜合應(yīng)用多種預(yù)報技術(shù)方法的天氣預(yù)報業(yè)務(wù)技術(shù)體系建立了以氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)MICAPS為核心的天氣預(yù)報業(yè)務(wù)技術(shù)平臺，天氣預(yù)報水平穩(wěn)定提高，其中臺風(fēng)路徑預(yù)報已接近國際先進(jìn)水平我國氣象業(yè)務(wù)進(jìn)展(3)-現(xiàn)狀（1）建立了比較完整的數(shù)值天氣預(yù)數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)2.區(qū)域模式3.精細(xì)模式1.全球模式4770km3500km3000km1000km水平分辨率60公里預(yù)報時效未來十天區(qū)域范圍全球水平分辨率20公里預(yù)報時效未來2天區(qū)域范圍93～1230E

20～450N水平分辨率5公里預(yù)報時效未來2天區(qū)域范圍115～1200E37～420N數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)2.區(qū)域模式3.精細(xì)模式1.全球模式47數(shù)值預(yù)報的業(yè)務(wù)分工國家級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)區(qū)域中心數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)省級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)全球中期數(shù)值天氣預(yù)報5~10公里分辨率區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報1~3公里分辨率的區(qū)域精細(xì)數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品解釋和應(yīng)用數(shù)值預(yù)報的業(yè)務(wù)分工國家級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)區(qū)域中心數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)省級高空探測信息天氣雷達(dá)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息雷電監(jiān)測信息氣象衛(wèi)星資料數(shù)值預(yù)報(基礎(chǔ))現(xiàn)代天氣預(yù)報高空探測信息天氣雷達(dá)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息雷電監(jiān)測信息氣象衛(wèi)星資料數(shù)值預(yù)預(yù)報員參考信息的四個來源數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品(ECMWF、日本、T213及本地模式)本地預(yù)報產(chǎn)品和方法(統(tǒng)計、動力和天氣)大量的原始檢測和觀測信息上級指導(dǎo)預(yù)報預(yù)報員預(yù)報員參考信息的四個來源數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品本地預(yù)報產(chǎn)品和方法大量的資料分析交叉重疊+信息種類繁雜→

天氣預(yù)報人機(jī)交互處理應(yīng)運(yùn)而生！將圖形圖像處理技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、圖形顯示和編輯功能有機(jī)結(jié)合，為預(yù)報員提供了一個非常方便的工作平臺更充分的使用信息節(jié)省預(yù)報員的手工勞動時間提高工作效率提供強(qiáng)有力的預(yù)報產(chǎn)品便于修改、移植和擴(kuò)充資料分析交叉重疊+信息種類繁雜→

天氣預(yù)報人機(jī)交互處理應(yīng)運(yùn)而最早的預(yù)報員工作平臺：美國AFOS預(yù)報工作站(80年代)美國SWISS系統(tǒng)，主要用于衛(wèi)星云圖顯示美國AWIPS(日本的COSMETS)天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)(90年代)功能齊全人機(jī)交互處理能力強(qiáng)綜合處理各種信息能夠編輯各類天氣預(yù)報最早的預(yù)報員工作平臺：美國AFOS預(yù)報工作站(80年代)我國“9210”工程(氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng))國家計委在1992年10月正式批準(zhǔn)中國氣象局建設(shè)《氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)》簡稱9210工程。覆蓋全國地(市)級以上氣象臺，建設(shè)基于通信衛(wèi)星的VSAT(VerySmalApertureTerminal)通訊網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以衛(wèi)星通信為主，地面通信為輔，將分布在各地的計算機(jī)局域網(wǎng)相連，形成一個完整的局域網(wǎng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在地(市)以上各級氣象部門分別建立由小型機(jī)、工作站、微機(jī)組成的局域網(wǎng)，以加強(qiáng)數(shù)據(jù)的收集、處理和分發(fā)能力，并通過衛(wèi)星通信網(wǎng)把全國連成一個集中控制、分級管理的計算機(jī)廣域網(wǎng)，建成國家級網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的監(jiān)視、控制、調(diào)度和管理。同時，建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)。

1999年，9210工程全面業(yè)務(wù)化運(yùn)行，衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)建設(shè)全面展開，全國建成1800個PC-VSAT接收站，國家氣象中心承擔(dān)了衛(wèi)星主站的運(yùn)行和應(yīng)用軟件維護(hù)任務(wù)，氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)在我國氣象通信和業(yè)務(wù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。我國“9210”工程(氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng))國家計委在1MICAPS系統(tǒng)簡介MICAPS(MeteorologicalInformationComprehensiveAnalysisAndProcessSystem)是9210工程的天氣預(yù)報人機(jī)交互處理系統(tǒng)，是氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)的英文縮寫。MICAPS是充分利用9210工程通訊系統(tǒng)得到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行我國天氣分析和預(yù)報的工作平臺。它是與9210工程通信、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)配套的人機(jī)交互系統(tǒng)，分為工作站版（省級臺用）和微機(jī)版（地市級臺用），操作系統(tǒng)分別為UNIX和WINDOWS。目前該系統(tǒng)已裝備在我國各級氣象業(yè)務(wù)部門。通過檢索各種氣象數(shù)據(jù)，顯示氣象數(shù)據(jù)的圖形圖像，對各種圖形進(jìn)行編輯加工，為氣象預(yù)報人員提供一個中期、短期、短時天氣預(yù)報的工作平臺。MICAPS系統(tǒng)簡介MICAPS(Meteorologic（3）建立了水文氣象、海洋氣象、交通氣象、航空氣象、城市環(huán)境氣象等專業(yè)氣象業(yè)務(wù)——具有中國特色的以天氣業(yè)務(wù)信息與技術(shù)為基礎(chǔ)的公共氣象服務(wù)體系專業(yè)預(yù)報預(yù)報對象海洋氣象全球及近海海面風(fēng)、霧、能見度、海浪等海洋環(huán)境氣象要素預(yù)報水文氣象流域面雨量、匯流、徑流、流量及區(qū)域漬澇預(yù)報；交通氣象交通干線氣象要素、災(zāi)害天氣及路面溫度、結(jié)冰等預(yù)報，環(huán)境氣象空氣質(zhì)量、森林草原火險、地質(zhì)災(zāi)害等；航空氣象機(jī)場及航線上氣象要素短時和短期預(yù)報公共衛(wèi)生氣象與人體健康有關(guān)的氣象指數(shù)及環(huán)境指數(shù)監(jiān)測和預(yù)報；能源氣象電力負(fù)荷、能源安全的氣象條件；旅游氣象風(fēng)景點(diǎn)區(qū)域的氣象要素預(yù)報體育氣象體育場館的氣象要素預(yù)報；鹽業(yè)氣象與鹽業(yè)生產(chǎn)活動有關(guān)的氣象條件預(yù)報；全球海浪數(shù)值預(yù)報模式——2005全球擴(kuò)散傳輸模式系統(tǒng)——2003沙塵暴數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)——2002空氣質(zhì)量預(yù)報系統(tǒng)——2001年紫外線指數(shù)預(yù)報系統(tǒng)——1998年森林火險氣象條件預(yù)報系統(tǒng)——1999年（3）建立了水文氣象、海洋氣象、交通氣象、航空氣象、城市環(huán)境全球海浪模式試驗(yàn)麥莎全球海浪模式試驗(yàn)麥莎開縣高橋鎮(zhèn)有毒氣體擴(kuò)散傳輸路徑（23日22時-26日20時)0-500米高度內(nèi)傳輸路徑1500米高度上傳輸路徑3000米高度上傳輸路徑開縣高橋鎮(zhèn)48小時內(nèi)有毒氣體影響到地面的區(qū)域分布（23日22時-25日20時)重慶井噴事故應(yīng)急響應(yīng)決策服務(wù)產(chǎn)品污染物擴(kuò)散緊急響應(yīng)開縣高橋鎮(zhèn)有毒氣體擴(kuò)散傳輸路徑0-500米高度內(nèi)傳輸路徑152005年4月17日20時起報——地面沙塵濃度藍(lán)色數(shù)字為地面實(shí)況15小時預(yù)報19小時預(yù)報39小時預(yù)報2005年4月17日20時起報——地面沙塵濃度15小時預(yù)報1

紫外線指數(shù)數(shù)值預(yù)報中期模式模式層要素場IBM-SP臭氧資料生成太陽天頂角逐日4時次的紫外線輻射強(qiáng)度的3天預(yù)報轉(zhuǎn)換為指數(shù)和等級產(chǎn)品制作數(shù)據(jù)存檔天氣會商室intranet專業(yè)氣象臺中期模式模式層輸出前處理ProvidedbyGuanChenggongofNWPD/NMC紫外線指數(shù)數(shù)值預(yù)報中期IBM-SP臭氧太陽天頂探空資料地形特征地表特征數(shù)值預(yù)報物理量場初始時刻污染物濃度

PPI指數(shù)污染潛勢指數(shù)

API指數(shù)空氣污染指數(shù)客觀分析物理量場模式初始物理量場模式側(cè)邊界條件T213預(yù)報場mm5模式箱格模式空氣質(zhì)量CAPPS模式的系統(tǒng)框架探空資料地形特征地表特征數(shù)值預(yù)報初始時刻污染物濃度現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的標(biāo)志!更多的觀（探）測信息的實(shí)時應(yīng)用數(shù)值預(yù)報的基礎(chǔ)作用更加突出基于大氣動力學(xué)基礎(chǔ)的多種預(yù)報技術(shù)方法綜合應(yīng)用信息技術(shù)提供了有利的支撐現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的標(biāo)志!更多的觀（探）測信息的實(shí)時應(yīng)用Progressin20thCentury

20世紀(jì)最偉大的科技進(jìn)步之一Tremendousstrideshavebeentakeninnumericallypredictingtheweather:Thisisoneofthegreatestscientificachievementsofthe20thCentury,withhugesocietalandeconomicbenefits.FromThorpexReportProgressin20thCentury

20世紀(jì)最1982.2大B模式(L5，d=381km)Northhemisphere3daysforecast1991.6T42L9Northhemisphere5daysforecast我國第一代1995.6T63L16Global7daysforecast我國第二代1997.6T106L19Global10daysforecast我國第三代2002.9T213L31Global10daysforecast我國第四代我國業(yè)務(wù)化數(shù)值天氣模式的發(fā)展1982.2大B模式Northhemisphere199天氣預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步

SatelliteRainfallRadarmosaic06~22June212005,realtimemonitoringofseveretorrentialraininSouthChinaSubtropicalHighMCSULJLLJMeiyufrontHighmoistureareaMid-leveltrough天氣預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步SatelliteRainfallRad24H、48H降水預(yù)報評分汛期大雨、暴雨預(yù)報評分中央氣象臺預(yù)報質(zhì)量24H、48H降水預(yù)報評分汛期大雨、暴雨預(yù)報評分中央氣象臺預(yù)重大災(zāi)害性天氣預(yù)報—臺風(fēng)我國臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差逐年減小

24小時:120KM(05),121.4KM(06)48小時:184KM72小時:282KM重大災(zāi)害性天氣預(yù)報—臺風(fēng)我國臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差逐年減小氣象業(yè)務(wù)自動化_第一講課件中國-D3中國-D5中國-D7、、分別T213L312003年7月份3、5、7天預(yù)報500hPa距平相關(guān)系數(shù)歐洲中心業(yè)務(wù)模式500hPa的距平相關(guān)系數(shù)全球中期數(shù)值預(yù)報（60公里水平空間分辨率）可用預(yù)報時效（以北半球500hPa的高度距平相關(guān)超過60%為準(zhǔn)）已達(dá)到6天（夏季5天）中國-D3中國-D5中國-D7、、分別T213多模式的比較——降水TS評分多模式的比較——降水TS評分2007年臺風(fēng)路徑預(yù)報主客觀預(yù)報誤差2007年臺風(fēng)路徑預(yù)報主客觀預(yù)報誤差熱帶氣旋預(yù)報路徑誤差中國：24H：~120公里48H：~240公里72H：~300公里美國：24H：~90公里48H：~160公里72H：~250公里熱帶氣旋預(yù)報路徑誤差中國：美國：美國單位：海里/小時臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報現(xiàn)狀：臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報業(yè)務(wù)仍以經(jīng)驗(yàn)方法為主，主觀性較強(qiáng)，為數(shù)甚少的統(tǒng)計或統(tǒng)計釋用方法還不夠成熟,預(yù)報精度也較低，預(yù)報技巧評分一直不高美國單位：海里/小時臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報現(xiàn)狀：臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報業(yè)務(wù)仍以經(jīng)日本美國日本美國氣象業(yè)務(wù)中存在的問題模式的預(yù)報時效與精細(xì)程度與世界先進(jìn)模式相比還有很大差距重大災(zāi)害性、關(guān)鍵性、轉(zhuǎn)折性天氣

氣象探測、資料同化系統(tǒng)與國外先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)衛(wèi)星、飛機(jī)、雷達(dá)、風(fēng)廓線儀、閃電定位儀等信息使用效率不高，業(yè)務(wù)尚未建立數(shù)值分析預(yù)報產(chǎn)品的解釋應(yīng)用水平不高專業(yè)數(shù)值預(yù)報(海洋、水文、能源等)模式以國外引進(jìn)為主，發(fā)展緩慢業(yè)務(wù)體制、布局、結(jié)構(gòu)方面的不合理資源不能充分共享；研究型業(yè)務(wù)有待完善氣象業(yè)務(wù)中存在的問題模式的預(yù)報時效與精細(xì)程度與世界先進(jìn)模式相我國氣象災(zāi)害種類多、范圍廣、強(qiáng)度大、災(zāi)情重1990-2006年每年因氣象災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為1859億元，約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的1%～3%，年均2.8%；1990-2006年因氣象災(zāi)害造成的平均年死亡人數(shù)為4427人，每年近4億人次受災(zāi)，農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)5000萬公頃我國氣象災(zāi)害種類多、范圍廣、強(qiáng)度大、災(zāi)情重氣象觀測的發(fā)展趨勢從人工觀測到自動化遙感觀測；從定性觀測到定量觀測；從以地基觀測為主到以天基觀測為主；從單一的大氣圈觀測到地球各大圈層及其相互作用的綜合觀測綜合利用多種手段、多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度、高時空分辨率、連續(xù)、自動、一體化的定量觀測實(shí)現(xiàn)對我國大部分地區(qū)災(zāi)害性天氣的連續(xù)監(jiān)測，高影響中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測率達(dá)90%以上提高數(shù)據(jù)處理技術(shù)，融合各種觀測數(shù)據(jù)加強(qiáng)部門和國際間的合作，共享觀測資料氣象觀測的發(fā)展趨勢從人工觀測到自動化遙感觀測；從定性觀測到定天氣/氣候業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢