我国县级区域气象科技论文

2022-04-26

摘要：自Micaps4.0系统开发以来就取得了较好的应用效果，尤其是在县级气象服务中的应用，为我国县级气象服务优化开展和便民建设提供了良好的技术支持。此外，Micaps4.0的运用为县级气象服务提供了充足的保障。下面是小编精心推荐的《我国县级区域气象科技论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

我国县级区域气象科技论文篇1：

基于分布式架构的县级气象业务系统设计与实现

摘要：针对县级气象台业务集约化水平低的现状，利用C#、WPF、WCF以及SQL等技术，设计研发基于分布式架构的县级气象业务系统，实现了气象信息集成显示、预报预警、气象服务产品制作发布、业务流程监控等四大业务功能的集约化。业务应用表明，该系统可提高县级气象台预报预警业务效率和气象服务能力。

关键词：分布式；县级气象业务；业务系统

1 引言（Introduction）

随着我国经济社会快速发展，自然灾害问题日益突出[1]。其中因气象灾害造成的经济损失和人员伤亡，引起了政府部门和社会各界越来越广泛的关注[2]。县级气象台是面向公众和面向领导决策的气象防灾减灾重要业务主体，其业务服务水平已经成为全国气象现代化水平的重要标志[3]，建设集约化的县级综合气象业务系统是提升气象防灾减灾能力的重要手段[4]。

随着气象业务的拓展和计算机技术在气象行业的应用，为解决具体业务应用的软件越来越多，这些业务应用软件功能单一，对数据和运行环境的要求也不尽相同[5]。虽然这些业务软件在一定的阶段发挥了积极的作用，但是其业务自动化和集约化水平越来越不能适应社会经济发展对气象服务能力的需求[3-5]。气象信息集成显示、预报预警、气象服务产品制作发布、业务流程监控等四个方面是县级气象台主要业务工作，也是我国气象部门业务能力建设的重要内容[6]。本文以安徽省气象部门研发的基于分布式架构的县级气象业务系统为例，介绍了系统的总体设计方案、功能实现以及关键技术集成应用等技术思路和方法。

2 系统总体设计方案（General designing plan of

this system）

安徽县级气象综合业务系统采用分布式三层架构。数据层为多个SQL Server数据库组成的数据库集群；业务逻辑层是利用WCF技术建立的多个具有数据加工处理、信息传达和业务管理功能的SOA应用服务器；表现层是利用.NET框架下的C#编程技术和WPF界面技术建立的客户端，负责气象信息显示和人机交互。系统的拓扑结构如图1所示。

3 系统功能及实现方法（Functions andimplementation）

3.1 气象信息综合集成显示

利用C#编程与WPF技术自行研发了具有GIS功能的MeteoMap控件，实现种类繁多的气象信息分层叠加和集成显示。MeteoMap控件具有天气符号等矢量图形绘制、卫星图像绘制、雷达图像绘制[7]、等值线绘制填色[8]等基础功能，且支持地图漫游、缩放以及投影转换。

气象数据的集成叠加显示是使用MeteoMap控件中的图层类来实现。控件中的AbLayer类是所有图层的抽象基类，该类拥有添加图元（AddFeatures）抽象方法，在其派生类的该方法下可添加点、线、面类型的图元，每个图元则包括定坐标定位信息和绘制自我（DrawMe）函数，图元在DrawMe函数中利用控件的DrawingContext（WPF的图形绘制类）对象进行绘制。图层分为上、中和下三层，按照从下至上的顺序进行叠加。上层为用户交互、地理信息及气象数据类型显示图层；中层为等值线类型显示图层；下层为卫星雷达等遥感图像显示图层。

客户端通过SOA层调取自动气象站、卫星、雷达、主观预报、客观预报等数据，利用MeteoMap控件分层叠加和集成显示。

3.2 气象预报及服务产品制作

（1）图形产品制作

通过建立MeteoMap控件图元移动修改工具（ImageMetaTool），针对预报数据的修订和不同行政区域、地图元素（如图例、标题等）的交互式操作，实现交互式的气象预报及服务图形化产品制作功能。

修改预报数据时，ImageMetaTool通过MeteoMap控件鼠标MouseRightButtonDown事件获得鼠标位置，根据设定的距离选取雨量数据，并弹出对话框交互修改降雨数据。

移动地图元素（如图例、标题等）时，ImageMetaTool工具监测MeteoMap控件的MouseLeftButtonDown、MouseMove事件，按下鼠标左键选取一个图元，按住鼠标移动时在图元初始位置坐标加上鼠标的移动向量实现坐标改变。通过调用MeteoMap控件的绘制图层方法（DrawLayers）实现刷新。将图元的操作（修改属性、移动、删除图元、增加图元）封装成类，对这些类的对象进行执行和撤销，实现交互操作的执行（重做）和撤销。

（2）文字材料制作

TeX作为一种优秀的排版系统[9]，可以方便地制作高质量的DVI文件，并生成PDF文件。本系统定制了多个气象服务文字材料TeX模板，并通过SOA层从相应的服务器中获取数据，替换TeX模板中的关键变量，最终利用TeX形成PDF文档。

3.3 气象灾害预警信号发布

气象预警信号发布的关键环节是气象灾害预警区域的确定。系统通过在MeteoMap上建立用户交互图层（InteractiveLayer）用于确定预警发布区域；通过建立接收预警设备图层（DevicesLayer）用于显示预警信息接收设备。系统利用点与面的位置关系，判别和确定预警接收设备（如乡村预警大喇叭、电子显示屏、手机短信、微博等），通过SOA层对外发布。

3.4 业务流程监控

气象业务流程具有严格的时间规定，系统根据定时任务以列表的形式显示业务流程状态。系统通过自行设计开发的任务类（Task）来实现业务流程状态实时监控。

Task类设定“开始时间”“报警时间”“结束时间”等三个时间属性，以及任务“已完成”“未完成”两个任务标志属性。通过三个时间属性和两个任务标志属性组合，形成“未开始”“已完成”“进入任务时间”“任务即将延误”“任务已延误”五种状态。

利用WPF模板技术，将Task实例集合绑定至ListBox控件，实现ListBoxItem以灰色、绿色、黄色、橙色、红色五种颜色表示任务的五种状态。流程进入后两种状态时，系统还将以声音报警和发送手机短信的方式提醒业务值班人员。

4 关键业务技术（Key technologies of service）

4.1 气象要素空间插值方法

4.2 变权重系数天气预报集成方法

4.3 气象预警信号发布条件判别方法

5 结论（Conclusion）

利用C#、WPF、WCF以及SQL等技术设计研发的基于分布式架构的县级气象业务系统分整合了多种气象业务资源，实现了气象信息集成显示、预报预警、气象服务产品制作发布、业务流程监控等四大业务功能的集约化。

（1）系统客户端集成了气象信息综合显示、预报预警、气象服务产品制作发布、业务流程监控四大业务操作界面，优化了县级气象台业务流程，有助于提高气象业务集约化水平。

（2）系统采用气象要素空间插值方法和变权重天气预报集成方法，有助于提供气象资料的分析水平和气象预报准确率。气象预警信号发布条件判别方法改进了气象预警信号发布效率，有效提升了气象预警服务能力。系统提供的多种交互式、自动化功能（如图形产品制作、文字材料制作等）提高了业务人员工作效率。

（3）系统于2014年6月在安徽省气象部门县级气象台投入业务应用，取得了较好的业务效果。今后还需要根据县级气象台的业务需求对其进行改进和完善。

参考文献（References）

[1] 刘彤，等.我国主要的气象灾害及经济损失[J].自然灾害学报，2011，20（2）：90-95.

[2] 祝燕德，等.气象灾害预警机制与社会相应的思考[J].自然灾害学报，2010，19（4）：191-194.

[3] 刘煜，卢美伟，冯振家.加强县级公共气象服务能力建设的思考[J].气象研究与应用，2011，32（2）：32-34.

[4] 孙宝利，等.县级气象综合业务工作平台本地化[J].气象与环境学报，2008，24（3）：46-50.

[5] 曲文政.现代气象预报系统平台设计与实现[D].吉林大学，2011.

[6] 矫梅燕.天气业务的现代化发展[J].气象，2010，36（7）：1-4.

[7] 李荣忠，等.基于查找表的激光雷达图像快速绘制算法[J].地理空间信息，2009，7（5）：54-56.

[8] 李强，李超，甘建红.基于三角网的等值线填充算法研究[J].计算机工程与应用，2013，49（5）：185-189.

[9] 李德泉，等.北京奥运气象服务产品制作系统设计与实现[J].应用气象学报，2010，21（3）：372-377.

[10] 孟庆香，等.基于GIS的黄土高原气象要素空间插值方法[J].水土保持研究.2010，17（1）：10-14.

[11] 吴昌广，等.三峡库区降水量的空间插值方法及时空分布[J].长江流域资源与环境.2010，19（7）：752-758.

[12] 陈淑佳，等.气象要素栅格化方法比较——以福建省月平均气温为例[J].亚热带资源与环境学报.2010，5（4）：43-51.

[13] 张冰，等.转折性天气降水预报检验方法及应用[J].气象科技.2012，40（3）：411-416.

[14] 石春娥，等.MM5与MM5-PAFOG模式区域雾预报效果评估比较[J].高原气象，2013，32（5）：1349-1359.

[15] 顾润源，等.内蒙古数值天气预报集成方法初探[J].成都信息工程学院学报.2011，26（4）：451-454.

[16] 孙健，等.我国气象预警信息覆盖率的初步分析[J].气象科技进展，2013，3（5），19-23.

作者简介：

刘高平（1982-），男，本科，工程师.研究领域：计算机技术在气象业务中的应用.

叶金印（1968-），男，博士，正研级高工.研究领域：水文气象.

作者：刘高平　叶金印

我国县级区域气象科技论文篇2：

Micaps4.0在县级气象服务中的应用分析及气象服务保障

摘要：自Micaps4.0系统开发以来就取得了较好的应用效果，尤其是在县级气象服务中的应用，为我国县级气象服务优化开展和便民建设提供了良好的技术支持。此外，Micaps4.0的运用为县级气象服务提供了充足的保障。

关键词：Micaps4.0；县级气象服务；应用；保障

1.Micaps系统介绍

Micaps，指的是现代化人机交互气象信息处理及预报系统，为我国气象部综合应用最为有效的技术支撑平台。Micaps可以说是我国气象部门预报中十分重要的预报业务系统。目前已经开发了尽4个版本。Micaps4.0版本于2013年投入启动与开发。到2014年9月Micaps4.0已经取得较好的业务功能开发，2014年年底，在中央气象台的引导下，其已经在我国多省进行使用，2016年实现了县级市的应用。Micaps4.0的运用亮点在于现代化、精细化、专业化、智能化。

2.Micaps4.0系统的性能

现代气象业务的不断发展对预报平台所提出的需求越来越高，同时也对Micaps版本的更新与发展。Micaps4.0系统是由中国气象局与清华大学软件学院联合构建的。最早于2016年的Micaps4.0基础版本就已经实现了多想个性化应用模块的投入和使用。其最具代表的是在附件智能网格预报业务系统中的运用，Micaps4.0基础版系统中能够有效的结合气象局具体预报业务流程及预报方法来帮助预报员快速的生成格点化的预报服务产品。个性化应用定制模块的开发与使用，在县级气象服务中的使用更是帮助县级气象服务实现了更好的发展。

就目前的Micaps4.0开发上，现在正逐渐朝向着更加便捷的方面进行发展，竭尽一切可能帮助县级预报平台，让用户将自主研发成果实现更好的应用。围绕着基础预报平台的打造，帮助县级平台进行信息资源的共享，并实现信息数据的修改与反馈，打造Micaps4.0县级气象服务生态环境。

此外，Micaps4.0系统从平台的性能角度上远超过Micaps3.0，该系统采用的分配分布式数据库，彻底的取代了传统的文件系统，让县级气象服务的实时数据提供了应用支撑，让县级气象服务信息处理实现首创。

Micaps4.0在应用上海运用了非关系分布式数据库，让气象实时数据能够实现集群存储系统的打造。该存储系统让Micaps在县级的服务变得更具优化性，同时读写性能越发优异，县级在进行数据检索时能够快速的进行数据调访，支持县级平台的多用户访问。从县级平台的数据处理上来看，Micaps4.0采用的大数据流式计算模式，实现了数据的秒级计算及毫秒级的写入，让县级气象服务数据需要能够实现立达的效果。

不仅如此，Micaps4.0采用的新型图形显示技术，让气象预报服务能够更加流畅和便捷，数据的显示和界面效果更具友好度，不仅如此，还极大程度的保留了传统前3代的界面设计与操作方式，让界面的操作实现非专业人员也能够流畅使用的需求，让县级气象信息的使用者能够在最快的速度下进行气象服务信息的获取和数据信息的使用。

Micaps4.0第一次使用分布式数据库来取代集中式文件系统。

3功能模块设计

3.1菜单检索功能模块的设计

根据当地实际情况和预报员阅读数据的习惯，各地气象台站进行了局部化配置，并对每种检索方法的结构进行了一定程度的修改。许多地方甚至删除与预报员不常用的数据相对应的菜单。然而，对于气象培训的本地化，数据可以是全面和完整的，以应对来自不同地区的预报员的学习和使用。因此，对于当地中文配置的气象训练，在菜单检索功能的本地化配置中，不应删除现有菜单，只能添加典型的天气病例菜单，但考虑到典型的天气，有不同类型的天气如暴雨，大雪，寒潮，强风等。不同类型的天气有不同的年份和不同的区域天气情况。因此，应在典型天气示例的菜单中设置两个和三个菜单。因为菜单检索是最直观和方便的，但是三级菜单中显示的天气情况数量太多，给人一种复杂而凌乱的感觉，只有最具代表性的天气情况才能在菜单检索中配置。

3.2功能設计数据检索模块

数据检索也可称为综合地图检索。默认情况下，Micaps3.2在zht文件夹中显示文件。检索位置位于Micaps3.2窗口的左上角，位置相当醒目，读取文件非常方便，也可以在菜单检索中配置zht文件，通过菜单读取。因此，数据检索功能的本地化配置采用将zht文件配置到菜单中的想法，并将zht文件替换为数据检索位置中的典型天气案例文件。这样可以避免重复显示zht文件，并且可以丰富典型的天气情况，将其配置为更加引人注目且易于访问的位置。

4展望

Micaps系统的问世开辟了我国气象事业的新篇章，为我国的天气预报和相关科研提供了现代科技手段，使广大预报员摆脱了落后的预测产品用手。可以看出，Micaps系统是一个不断发展的系统，具有现代化，精细化，专业化，智能化等特点。它紧跟时代潮流，集成了最先进的大数据技术和Internet技术。在系统的开发中，框架技术用于封装OpenGL功能，图像快速投影GIS技术以及包括矢量点阵场的等风速线的分析。柱状数据分析技术提高了天气预报产品的质量，大大减少了预报员的工作量，缩短了天气预报产品的生产周期，使气象预报业务为我国的国民经济建设做出了积极贡献。

总结

在本文章的研究和论述中，本人就Micaps4.0在县级气象服务中的应用分析及气象服务保障进行研究和论述，通过本文章的研究和论述，我们可以了解到Micaps的运用对于我国县级气象服务的开展有着十分重要的推动价值。通过本文章的论述，希望能够为我国县级地区的micaps4.0应用提供有价值的理论参考依据。

参考文献：

[1]唐延婧，宋丹.基于MICAPS3的贵州省地面天气实况综合平台建设[J].贵州气象，2015，39（02）：48-51.

[2]颜庭柏. 基于WXT510移动气象服务平台的构建[A]. 中国气象学会气象通信与信息技术委员会、国家气象信息中心.2011年中国气象学会气象通信与信息技术委员会暨国家气象信息中心科技年会论文摘要[C].中国气象学会气象通信与信息技术委员会、国家气象信息中心：中国气象学会，2011：4.

作者：李毅

我国县级区域气象科技论文篇3：

短时临近天气预报在基层气象业务中的应用及精细化服务策略

摘要如今，县级气象部门预报开始朝数据分析、精细化预报、短时临近预报服务方向转变，这预示着我国气象预报逐渐进入精准时代，基层气象灾害预警服务能力得到进一步提升。首先介绍了短时临近天气预报的概念，接着重点探究了短时临近天气预报在基层短时气候预警、防灾减灾、预测强对流天气等方面的应用，最后提出了精细化服务策略。

关键词短时临近天气预报;基层气象业务;精细化服务策略

随着气象业务现代化的不断发展，我国县级气象部门已逐渐实现观测自动化，各类自动站建设（包括区域站）数量增加，覆盖面广，基础数据采集实现无人自动化，相关人员的主要工作从原来的观测转变到仪器、设备的维护上。县级气象部门融入地方事业的发展，从原来的单一预报到更精细化、个性化、有针对性的预报服务，创新各类气象服务产品。从原来的粗犷预报到现在的数据分析、精细化预报、短临预报服务方面的转变，主要探究短时临近天气预报在基层气象业务中的应用及精细化服务策略。

1 短时临近天气预报概述

依据预报时间来划分，通常将12 h内的天气预报称为短时临近天气预报。随着气象业务的迅速发展和社会各行各业对基层气象信息服务的需求，天气预报服务的内容和水平正在逐步提高。短时临近天气预报的内容具有一定的针对性，大致涉及气象灾害的发生时间，灾害强度和主要灾区。短时临近天气预报信息发布过程往往特别短，在监测到相关的恶劣天气时，通常需要在最短时间内直接发布，而无需提前对预报内容进行录制。因此，短时临近天气预报通常是具备超前的时效性，使公众有一定的时间可以及时采取可靠措施来应对突如其来的复杂天气[1]。

2 短时临近天气预报在基层气象业务中的应用

2.1 在短时气候预警中的应用

短期天气预报在指导基层农业气象服务中发挥着重要作用。一般而言，可以根据用户的具体需求，结合当地气候的短期影响，在短时间内整理出最新的气象数据和信息，并尽快发布各个地区的气象灾害和相关预报信息。当农业生产人员收到短时临近的天气信息时，当地农民可以根据天气服务信息重新组织农业生产资料，从而避免恶劣天气对农业生产造成不利影响。只有在农业生产过程中自觉关注短期天气对当地农作物的影响时，农户才能根据实时气候数据资料积极调整农业生产活动，最大程度地减少农业生产损失。

2.2 在防灾减灾方面的应用

近年来，社会各行各业对气象服务的要求越来越高，特别是对农业气象灾害。因此，各级气象部门应高度重视对恶劣天气的监测和短期数据分析，合理制定气象灾害应急预案，使政府与气象部门之间加强沟通，增强工作人员的气象服务意识和责任意识，为农业生产提供及时有效的预警服务，从而更好地保障人民群众的生命财产安全。近年来，我国的农业生产技术日趋完善，但某些气象灾害很大程度上会对农业生产活动产生不利影响。例如，强对流天气常常伴随着短时强降雨、大风、雷电、冰雹等气象灾害，这些灾害性天气常常对群众的正常生产生活造成不同程度的危害。对于干旱、冰雹等气象灾害，气象部门均比较重视人工影响天气的开展，以有效防灾减灾[2]。在人工影响天气的过程中，短时临近天气预报尤为重要，可以及时有效地预报天气，为开展人工影响天气作业提供指导，使相关人员掌握适当的作业地点和时间，从而顺利开展人工防雹作业或增雨抗旱作业。根据人工天气影响作业的实践结果可知，利用短时临近天气预报来开展人工影响作业能够取得较为显著的效果。短时临近天气预报在基层气象部门防灾减灾方面起着非常重要的作用，可以有效地提高基层气象服务的经济效益。此外，可以以各种形式制定短时临近天气预报方法，不仅可以发布气象信息，还可以适当补充气象科学知识。现如今，短时临近天气预报的传播途径也越来越广泛，不仅可以使用报纸电视和广播等传统媒体，而且可以充分利用微博、抖音、手机短信、微信以及互联网平台等新方式进行传播，社会大众可以通过这些途径及时了解天气预报信息，从而及时采取防灾减灾措施。

2.3 在预测强对流天气中的应用

强对流天气通常指短时降水、雷电、大风、冰雹、龙卷风等天气现象，这种天气持续时间短，有的仅有几分钟，长则几个小时，突发性强，来势急，影响区域大，但是往往会造成十分严重的危害，并且预报预测的难度系数高。强对流天气一旦发生，常常会给农业带来严重危害。例如，严重的冰雹灾害不仅会破坏农业基础设施，而且还可能会导致作物直接绝收。针对恶劣天气对农业生产所带来的危害，可以在基层气象业务中充分应用短时临近天气预报，准确预测气候受强对流层的影响状态，可以有效地防止垂直风切变以及CAPE大气对流的影响，尤其是傍晚或者午后对气象参数造成的干扰。在强对流天气发生之前，可以通过短时临近天气预报及时进行预测与发布信息，提醒农户合理安排农业生产活动。

3 精细化服务策略

3.1 提升天气预报预警的效率

就我国气象预报服务来说，短时临近天气变化通常可以控制在2 h之内。然而，根据中国的国情，特别是对于农业生产而言，农户往往无法在2 h内采取有效措施来抵御气象灾害。因此，今后还需要进一步提高天气预报预警的时效性，不断强化天气预报模式的研究，同时要充分借助大数据、云计算、互联网、人工智能等高科技，通过现代化技术提升气象预报的精细化水平，及时传递短时临近天气预报的信息，以不断提升天气预报传播的效率，为农户预留更多的时间做好防灾减灾工作，实现气象防灾减灾的理想效果。

3.2 提升天气预报的准确性

在短时临近天气预报中，多普勒天气雷达属于各级气象部门中应用最广泛的设备。依据雷达监测数据，能够实时掌握风场的速度、气流和其他天气情况。然而，该技术目前存在一些局限性，氣象数据的精细化水平还不是很高。因此，需要提高天气观测数据的准确性，重点是提高多普勒天气雷达探测的及时性。现阶段，多普勒雷达已在全国范围内大规模部署，并已形成较为完整的雷达探测网络。基层气象服务覆盖率特别高，但是准确性要求还有待提高。需要认真评估雷电、大风、短时强降水、冰雹等灾害性天气，以不断提高气象探测数据的准确性，并尽可能发挥短时天气预报在基层气象业务中的作用。

3.3 不断提高基层预报服务水平

为了不断提高短时临近天气预报的有效性和精细化服务水平，可以在基层气象部门配备先进的气象监测仪器、预报技术和气象技术创新队伍，对复杂的气候变化以及气象灾害开展深入的研究以及精细化预测，并且建设先进的现代化基层气象服务系统，不断提高基层预报预测技术水平。

4 结语

短时临近天气预报在基层气象业务中发挥着十分重要的作用。县级气象部门应加强气象探测以及天气预报技术的研究，加强现代化先进探测设备以及预报技术的应用，不断提升短时临近天气预报的精细化水平，更好地开展基层气象灾害预警、气象为农服务、气象防灾减灾等气象业务。

参考文献

[1] 马天龙.短时临近天气预报在农业气象服务中的应用[J].吉林农业， 2017（20）： 99.

[2] 王璐，王莹.浅谈短时天气预报和临近天气预报在防灾减灾方面的优势[J]. 农业与技术， 2018， 38（10）： 234.

责任编辑：黄艳飞

Application of Short-term Near Weather Forecast in Basic Meteorological Services and Refined Service Strategy

MA Yong-hui et al（Xiaojin Meteorological Bureau of Sichuan Province， Xiaojin， Sichuan 624299）

Key words Short-term weather forecast; Grassroots meteorological service; Refined service strategy

作者簡介马永慧（1981-），女，四川小金人，副高级工程师，从事县级综合气象业务工作及气候变化研究。