崇左市短臨預(yù)報(bào)預(yù)警平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳少斌，蘇彥，卓健，周冬靜，郭彬

（廣西壯族自治區(qū)崇左市氣象局，廣西 崇左 532200）

目前短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)是地市局及縣局基層預(yù)報(bào)工作的重點(diǎn)。2019年5月28日，崇左市天等縣出現(xiàn)洪澇致災(zāi)極端降水，降水量突破自動(dòng)站建站歷史極值，小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)84.8 mm，日降水達(dá)到了266.2mm，2020年2月13日，崇左寧明縣出現(xiàn)瞬時(shí)極大風(fēng)速30.7m/s的雷暴大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對流天氣過程，此類極端事件的頻繁，導(dǎo)致了對基層短臨預(yù)報(bào)預(yù)警能力的要求日益提高。

伴隨崇左雷達(dá)2018年投入業(yè)務(wù)考核使用，正式入庫全國綜合氣象信息共享系統(tǒng)（CIMISS），崇左雷達(dá)數(shù)據(jù)本地化得到充分利用，為了發(fā)揮地域優(yōu)勢，崇左市氣象局在2018年成立了崇左短臨預(yù)報(bào)預(yù)警創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，通過機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)，快速識別圖像類觀測資料的有效信息，設(shè)計(jì)開發(fā)了崇左短臨預(yù)報(bào)預(yù)警平臺，在強(qiáng)對流短臨預(yù)報(bào)預(yù)警工作中保證穩(wěn)定的預(yù)報(bào)水平和提高預(yù)警效率，填補(bǔ)崇左市氣象局在這一方面的空白，符合氣象現(xiàn)代化趨勢。

1 平臺設(shè)計(jì)

平臺后臺以VS2010平臺為開發(fā)環(huán)境，使用C#語言開發(fā)數(shù)據(jù)處理程序，對接CIMISS共享系統(tǒng)，讀取雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品并解碼處理，定時(shí)獲取并處理自動(dòng)站觀測數(shù)據(jù)，作為平臺數(shù)據(jù)支撐。

平臺前端利用Tomcat搭建Web服務(wù)器，以JSP+HTML5+CSS3技術(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)頁頁面，并采用自定義圖片方式或者調(diào)用Openlayers地圖API接口實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)產(chǎn)品的WebGIS多層次可視化顯示。

2 功能實(shí)現(xiàn)

基于CIMISS全國統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，結(jié)合C/S和B/S架構(gòu)，利用雷達(dá)產(chǎn)品、自動(dòng)站數(shù)據(jù)開發(fā)設(shè)計(jì)一套短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)風(fēng)場反演、雷達(dá)組網(wǎng)拼圖、雷達(dá)降水預(yù)測、大風(fēng)預(yù)警產(chǎn)品的制作、顯示及歷史產(chǎn)品查看等功能，作為預(yù)報(bào)員監(jiān)測及預(yù)報(bào)預(yù)警的輔助工具。

2.1 雷達(dá)風(fēng)場反演

平臺后臺數(shù)據(jù)處理程序一次性讀取廣西業(yè)務(wù)運(yùn)行的新一代多普勒天氣雷達(dá)多個(gè)仰角的基本速度產(chǎn)品，在多部雷達(dá)回波重疊區(qū)域，通過幾何轉(zhuǎn)換計(jì)算，對相同時(shí)空分布上的某一點(diǎn)，采取選擇距離各等高度層（1.5km，3km）最近，且最接近該時(shí)次的兩個(gè)雷達(dá)站點(diǎn)的基本徑向速度回波來反演各等高平面位置的高空風(fēng)場。因雷達(dá)觀測限制，回波無法做到全區(qū)域覆蓋，在回波無法重疊的區(qū)域，對反演的風(fēng)場分解成U、V分量數(shù)據(jù)，通過插值算法實(shí)現(xiàn)插值風(fēng)場。產(chǎn)品逐6分鐘更新一次，并提供適合數(shù)值計(jì)算和用戶展示的1.5km、3km高度層圖片數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

3 結(jié)論

平臺系統(tǒng)簡潔、直觀、易用，圍繞實(shí)際業(yè)務(wù)需要，有效改善短臨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一些技術(shù)難點(diǎn)，優(yōu)化了產(chǎn)品的時(shí)間、空間精度，提高短臨預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確率和提前量，以WebGIS多層次可視化方式展示數(shù)據(jù)及產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的歷史查看，并且對于不同地市及縣局，可以針對性定制當(dāng)?shù)氐慕邓A(yù)報(bào)預(yù)測頁面，彌補(bǔ)了當(dāng)前短臨平臺中的不足和基層業(yè)務(wù)人員的技術(shù)短板，滿足公眾和部門對防災(zāi)減災(zāi)的需求，為氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供有力的技術(shù)支撐。

同時(shí)，平臺的數(shù)據(jù)以txt、json等格式存儲，可應(yīng)用到其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，反演風(fēng)場已在廣西業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和CIMISS發(fā)布，定量降水預(yù)報(bào)已在廣西曉天氣APP作為數(shù)據(jù)支撐，未來平臺將加入衛(wèi)星云圖等應(yīng)用產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多元化融合，平臺推廣前景良好。