一種強對流天氣短時預警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于氣候監(jiān)測領域，尤其涉及一種強對流天氣短時預警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]強對流天氣是大氣對流活動強烈發(fā)展而產(chǎn)生的災害性天氣。由于它常具有突發(fā)性，其預報時效短，準確率低，通常采用臨近預報方法。國內(nèi)外氣象學者對強對流天氣預報方法的研究已有很多工作。但是目前還沒有針對西藏地區(qū)的強對流天氣短時預警系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種強對流天氣短時預警系統(tǒng)，旨在針對西藏地區(qū)的地貌和氣候特征做出準確及時的強對流預警。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種強對流天氣短時預警系統(tǒng)，所述強對流天氣短時預警系統(tǒng)包括:
[0005]業(yè)務管理模塊，用于實現(xiàn)交接班登記、系統(tǒng)日志、預報評分、業(yè)務流程；
[0006]資料預處理模塊，用于實時資料收集、資料質(zhì)量控制、資料預處理以及強對流天氣診斷；
[0007]短臨預報預警模塊，用于實現(xiàn)天氣背景及個例庫、強對流監(jiān)測分析、強對流潛勢預報、強對流短臨預報、預報預警產(chǎn)品制作；
[0008]產(chǎn)品分發(fā)模塊，用于實現(xiàn)產(chǎn)品包裝、預警信息插播、短信/聲訊服務、傳真/電子郵件。
[0009]進一步，所述業(yè)務管理模塊進一步包括:
[0010]交接班登記單元，用于提供預報員登錄界面，以用戶名/密碼方式進行值班登記，并記錄其登錄時間；提供錄入窗口，完成值班情況記錄；能方便查閱值班情況記錄；
[0011 ] 系統(tǒng)日志單元，用于自動記錄系統(tǒng)運行情況，包括網(wǎng)絡連接情況、資料自動收集過程中有無缺測；根據(jù)預先設定的時間和事件，通過信息窗口、警報聲等方式自動進行信息提示;
[0012]預報評分單元，用于對不同類型強對流天氣潛勢預報和短臨預報進行TS評分系統(tǒng)；評估和檢驗結(jié)果能進行查詢并以圖文方式顯示；
[0013]業(yè)務流程說明單元，用于將短臨預報預警的制作流程、重要事項、應用事件處理方法以及系統(tǒng)操作說明以圖文方式供值班人員隨時查看。
[0014]進一步，所述資料預處理模塊進一步包括:
[0015]實時資料收集單元，通過指定的路徑和參數(shù)文件，自動收集多普勒雷達資料、自動站資料、閃電定位資料、衛(wèi)星資料、數(shù)值預報產(chǎn)品資料；并能將資料收集情況自動寫入日志，供管理員調(diào)閱；如遇網(wǎng)絡故障，能通過備份系統(tǒng)或手動完成系統(tǒng)所需資料的收集；
[0016]資料質(zhì)量控制單元，針對自動站資料和多普勒雷達資料進行，自動站資料質(zhì)量控制是對其觀測的溫度、濕度、風、氣壓、降水物理量進行極值檢查、空間連續(xù)性和時間連續(xù)性檢查；多普勒雷達資料的質(zhì)量控制是通過相應的算法和經(jīng)驗方法去除地物雜波、異常傳播、旁瓣回波、非氣象回波；
[0017]資料預處理單元，通過MICAPS來顯示的數(shù)據(jù)，均處理成MICAPS系統(tǒng)通用數(shù)據(jù)格式，對于不能通過MICAPS系統(tǒng)來顯示的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換時也盡量向MICAPS格式靠攏，將各種資料轉(zhuǎn)換為相對統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式；
[0018]強對流天氣診斷單元，利用各種數(shù)值模式產(chǎn)品以及各種中尺度探測數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行強對流天氣診斷，熱力診斷的物理量包括抬升指數(shù)、K指數(shù)、對流有效位能CAPE、抬升凝結(jié)高度LCL、自由對流高度LFC、相當位溫垂直廓線、溫度平流；動力診斷的物理量包括相對風暴螺旋度、水汽通量散度、地面位溫、地面比濕、散度、渦度、渦度平流、垂直速度等參數(shù)；根據(jù)熱力和動力診斷結(jié)果，劃分不同的區(qū)域分別建立不同類型強對流天氣的診斷指標，為預報預警提供必要的依據(jù)。
[0019]進一步，所述短臨預報預警模塊進一步包括:
[0020]天氣背景及個例庫，根據(jù)不同類型的歷史強對流個例資料，綜合分析強對流天氣過程的強度、范圍、路徑、危害程度和各種天氣要素信息，綜合判斷其成因，建立強對流災害個例數(shù)據(jù)庫；能對強對流天氣的實況資料進行判別，自動或人工方式提取強對流天氣實況資料并能自動入庫；合理規(guī)劃強對流災害個例數(shù)據(jù)庫的庫表結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)庫查詢和維護等集成于系統(tǒng)內(nèi)；
[0021]強對流監(jiān)測分析單元，綜合利用衛(wèi)星、天氣雷達和地面加密自動觀測信息等多種觀測資料，結(jié)合可視化技術(shù)和地理信息，建立強對流天氣信息動態(tài)顯示系統(tǒng)，實時監(jiān)視強對流天氣系統(tǒng)的演變，自動進行中尺度天氣系統(tǒng)識別。設定多要素監(jiān)測閾值，當監(jiān)測到超過閾值的情況發(fā)生時，能自動向預報員提示報警；
[0022]強對流潛勢預報單元，具有預報分析向?qū)?、預報模型運行功能，預報分析向?qū)б龑ьA報員按要求依次調(diào)用各種天氣圖表，并進行主觀分析，避免分析的盲目性和主觀性，預報模型運行是綜合運用各種氣象資料，獲取預報因子，進行圖形識別、相似判別、推理判斷或經(jīng)驗方程，并通過模式產(chǎn)品解釋技術(shù)的應用，利用強對流天氣診斷分析結(jié)果，初步實現(xiàn)對災害性天氣系統(tǒng)的快速識別，獲得分區(qū)域的強對流天氣潛勢預報結(jié)果；
[0023]預報程序單元，通過設置參數(shù)定時運行或采取人機交互方式運行，預報結(jié)果能自動存放在產(chǎn)品庫中，強對流潛勢預報結(jié)果每天生成一次，時效為0-24小時；
[0024]強對流短臨預報單元，具有預報分析向?qū)?、客觀預報方法功能，同強對流潛勢預報類似，預報分析向?qū)б龑ьA報員按要求依次調(diào)用各種天氣圖表，并進行主觀分析，利用資料收集及預處理模塊中收集和預處理的資料，獲取預報因子，進行圖形識別、相識判別、推理判斷或代入預報方程，得出分區(qū)域的強對流天氣發(fā)生的地區(qū)和強度預報。
[0025]進一步，所述產(chǎn)品分發(fā)模塊進一步包括:
[0026]產(chǎn)品包裝單元，針對不同類型客戶群和不同服務對象，制作各類短臨預報預警產(chǎn)品模板庫，以模板庫為基礎，編程時采用自動文本替換、圖形插入等技術(shù)，完成短臨預報預警產(chǎn)品的包裝；
[0027]預警信息插播單元，對于要及時播出的短臨預警信息，按聲像制作的要求，生成所需的短臨預報預警信息，并自動發(fā)送到聲像中心指定服務器上；
[0028]短信/聲訊服務單元，通過對短信系統(tǒng)和聲訊系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口進行二次開發(fā)，完成短臨預報預警產(chǎn)品的短信群發(fā)以及聲訊語音信箱的自動更新；
[0029]傳真/電子郵件單元，集成或編寫電子郵件及傳真群發(fā)模塊，將已包裝好的短臨預報預警產(chǎn)品，按地址簿進行群發(fā)。
[0030]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的強對流天氣短時預警系統(tǒng)的建立方法，所述建立方法包括:
[0031]步驟一，基于39個氣象站信息建立了環(huán)流及天氣系統(tǒng)影響指標，通過對強對流天氣個例分析，進行多次循環(huán)處理:第一次循環(huán)中，計算所有樣本間的相似系數(shù)，在把最大相似系數(shù)的兩個樣本做合成處理成為初選型；再將其他各樣本與初選型分別求相似系數(shù)，確定大于閥值的樣本歸為一類，剩余的樣本重新組成候選樣本群，重新運行一次，得到第二類分型；這樣經(jīng)過有限次循環(huán)，最終就可將原來樣本庫中所有樣本完全分類，根據(jù)分類概括出有利于發(fā)生強對流天氣的幾種影響系統(tǒng)，分別是高原低渦、高原切變、高原低槽和孟灣影響