舒海燕 趙振宇 趙威 陶倩 陳藝萌 楊曉彤

摘 ?要：隨著現(xiàn)代化軟件、硬件產(chǎn)品的不斷更新，氣象內(nèi)網(wǎng)的天氣預(yù)報(bào)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的不斷增加和改進(jìn)，本地需發(fā)布的天氣預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品也不斷增加，同時(shí)研究出適于本地的各種天氣的預(yù)報(bào)方法。為了便于預(yù)報(bào)值班員工作，需集成大量實(shí)況資料、氣象內(nèi)網(wǎng)的天氣預(yù)報(bào)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品、本地的預(yù)報(bào)方法，并把需發(fā)布的天氣預(yù)報(bào)文件通過軟件編寫程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化提出數(shù)據(jù)，自動(dòng)化計(jì)算，自動(dòng)化翻譯，結(jié)合本地預(yù)報(bào)方法自動(dòng)化預(yù)報(bào)，自動(dòng)化編寫預(yù)報(bào)內(nèi)容。該文主要闡述了阜新天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的制作與應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：天氣預(yù)報(bào);業(yè)務(wù)平臺(tái);制作;應(yīng)用;阜新市

中圖分類號(hào) P451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A?文章編號(hào) 1007-7731（2015）01-94-04

現(xiàn)在的天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)基本上是依靠大量的實(shí)況數(shù)據(jù)分析，多種數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品指導(dǎo)，再利用本地預(yù)報(bào)方法及預(yù)報(bào)員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來完成的。天氣預(yù)報(bào)的報(bào)文編碼和天氣預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品，需要按照不同的單位和部門的需求，編寫不同形式的天氣預(yù)報(bào)內(nèi)容，在規(guī)定的時(shí)間發(fā)送到指定地點(diǎn)。這在預(yù)報(bào)人員少，信息量大、工作任務(wù)多，時(shí)間緊的情況下，就需要一個(gè)自動(dòng)化的預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)來協(xié)助完成。該系統(tǒng)的完成與應(yīng)用對(duì)做好天氣預(yù)報(bào)工作，提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率起到了非常重要的作用。

1 阜新天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)簡介

阜新天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)是由自動(dòng)站實(shí)況數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)提取與分析調(diào)用系統(tǒng)、本地預(yù)報(bào)方法的自動(dòng)化制作系統(tǒng)、天氣預(yù)報(bào)制作及分發(fā)系統(tǒng)和天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)5個(gè)部分組成。本系統(tǒng)以氣象內(nèi)網(wǎng)為依托，應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)、訪問技術(shù)及數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，采用C/S架構(gòu)，以Visual Basic 6.0和Microsoft .NET Framework4.0為編程開發(fā)語言的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

1.1 自動(dòng)站實(shí)況數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng) 本子系統(tǒng)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫和Aceess數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)的信息查詢庫，以Visual Basic 6.0為開發(fā)語言的實(shí)況數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)。圖1是加密自動(dòng)站實(shí)況的資料查詢系統(tǒng)，每個(gè)站點(diǎn)在阜新地圖上有準(zhǔn)確的位置，在站點(diǎn)名稱旁顯示即時(shí)實(shí)況數(shù)據(jù)、對(duì)最高溫度和最低溫度采用不同的顏色，風(fēng)向風(fēng)速采用標(biāo)準(zhǔn)的氣象圖標(biāo)，能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)顯示全區(qū)站點(diǎn)的最高氣溫、最高氣溫的平均值、最低氣溫、最低氣溫的平均值、最大降水量、最小降水量、平均降水量，使整個(gè)程序界面簡捷、直觀、實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)外服務(wù)效果顯著。除此之外，還可以對(duì)阜新境內(nèi)的所有站點(diǎn)的加密自動(dòng)站實(shí)況降水量、最高溫度、最低溫度、最大風(fēng)速及平均風(fēng)速進(jìn)行日數(shù)據(jù)和時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和查詢。為了能夠方便預(yù)報(bào)員系統(tǒng)分析本地區(qū)降水的規(guī)律，還添加了降水量等值線和等值面的功能;同時(shí)為了保障自動(dòng)站能夠正常運(yùn)行，還添加了實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，以便出現(xiàn)問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)維修。圖2為國家基本站的自動(dòng)站查詢統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)1h1次的風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、溫度、水汽壓、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度、本站氣壓、地面溫度、5cm地溫、10cm地溫、20cm地溫、能見度、總云量進(jìn)行顯示，能夠自動(dòng)計(jì)算出每日的最低氣溫、最高氣溫、平均氣溫、平均濕度、平均氣壓、總降水量，并對(duì)每日的溫度、風(fēng)速、氣壓進(jìn)行時(shí)序圖式的顯示，把即時(shí)風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、降水量用儀器計(jì)數(shù)方式圖形化顯示，使界面清晰、查詢和分析更加直觀、方便。

圖1 加密自動(dòng)站查詢與監(jiān)控系統(tǒng)

圖2 國家基本站的自動(dòng)站查詢統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

1.2 數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)提取與分析系統(tǒng) 本子系統(tǒng)是用Visual Basic 6.0語言進(jìn)行編程，程序首先是篩選出CMAcast廣播的資料經(jīng)過dataCMACAST1.9軟件處理得到需要的數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)的制作時(shí)間和預(yù)報(bào)時(shí)段要求對(duì)所需時(shí)次進(jìn)行篩選，再從數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中提取本地站點(diǎn)的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比統(tǒng)計(jì)，重點(diǎn)是對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品關(guān)鍵數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，最后結(jié)合本地不同天氣形勢(shì)場下的重要天氣的預(yù)報(bào)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，方便預(yù)報(bào)員做出預(yù)報(bào)結(jié)論，特別是對(duì)災(zāi)害性天氣和轉(zhuǎn)折性天氣有很大幫助。圖3為阜新暴雨天氣的重要指標(biāo)及程序自動(dòng)提取并計(jì)算出的本地格點(diǎn)數(shù)據(jù)。

圖3 阜新暴雨天氣指標(biāo)及數(shù)值預(yù)報(bào)的本地格點(diǎn)數(shù)據(jù)

本子系統(tǒng)還專門對(duì)天氣在線和國家局指導(dǎo)預(yù)報(bào)的最高與最低溫度預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)況進(jìn)行了繪圖對(duì)比，可以隨時(shí)對(duì)比本月及以前任何時(shí)候的溫度預(yù)報(bào)及實(shí)況情況，使對(duì)比結(jié)果更加直觀，方便預(yù)報(bào)員參考本圖用外延法并結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，準(zhǔn)確做出溫度預(yù)報(bào)，利用此圖預(yù)報(bào)員還可以對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的進(jìn)行檢驗(yàn)，使檢驗(yàn)分析工作更加簡單、明了、快捷，如圖4所示。

圖4 阜新縣數(shù)值預(yù)報(bào)與實(shí)況溫度對(duì)比

1.3 本地預(yù)報(bào)方法的自動(dòng)化制作系統(tǒng) 經(jīng)過多年的研究，制作出了適合本地的災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)方法的程序系統(tǒng)，該子系統(tǒng)主要是用Visual Basic 6.0開發(fā)語言進(jìn)行編寫程序，本地化預(yù)報(bào)制作系統(tǒng)有阜新春秋季暴雨預(yù)報(bào)、阜新冰雹預(yù)報(bào)、阜新暴雪預(yù)報(bào)、阜新大霧預(yù)報(bào)、阜新大風(fēng)預(yù)報(bào)、阜新暴雨預(yù)報(bào)、阜新寒潮預(yù)報(bào)和阜新溫度預(yù)報(bào)。

下面以阜新冰雹預(yù)報(bào)平臺(tái)為例說明，此平臺(tái)分為冰雹短期潛勢(shì)預(yù)報(bào)（預(yù)報(bào)時(shí)限為24h預(yù)報(bào)）、冰雹短時(shí)預(yù)報(bào)（預(yù)報(bào)時(shí)限為12h）和冰雹臨近預(yù)報(bào)（預(yù)報(bào)時(shí)限為1h）。預(yù)報(bào)流程為：先選擇是否符合的4個(gè)形勢(shì)場（高空冷渦型、高空冷槽型、橫槽型及西北氣流型），如果符合則選中此形，再選擇是否符合次日08時(shí)環(huán)境場關(guān)鍵區(qū)的3個(gè)條件（①144～50°N，115～123°E為Ⅰ關(guān)鍵區(qū)，表示500hPa冷渦條件;②40～45°N，115～125°E為Ⅱ關(guān)鍵區(qū)，表示850hPa槽前暖平流條件;③40～50°N，115～125°E為Ⅲ關(guān)鍵區(qū)，表示地面冷鋒或副冷鋒條件），符合條件的則被選中，程序繼續(xù)進(jìn)行判斷是否符合降雹的要求，若符合條件則程序?qū)Ρ镜卣军c(diǎn)數(shù)據(jù)提取，代入線性回歸方程計(jì)算所得值，并與降雹臨界值對(duì)比，當(dāng)所得值大于等于降雹臨界值則預(yù)報(bào)明日有冰雹發(fā)生;當(dāng)計(jì)算結(jié)果小于降雹臨界值時(shí)，預(yù)報(bào)明日無冰雹發(fā)生。其它預(yù)報(bào)方法有雷同之處不再贅述。

1.4 天氣預(yù)報(bào)制作及分發(fā)系統(tǒng) 由于氣象事業(yè)的快速發(fā)展，服務(wù)產(chǎn)品不斷增加，新舊產(chǎn)品更換頻繁，預(yù)報(bào)工作平臺(tái)需要不斷地修改程序代碼。為了適應(yīng)現(xiàn)代快速發(fā)展的步伐，此系統(tǒng)首先把系統(tǒng)菜單和樹形結(jié)構(gòu)都做成了開放式的文件配置形式，平臺(tái)增加、刪除和修改項(xiàng)目都不必再修改程序代碼，只需修改配置文件即可完成任務(wù)。

此子系統(tǒng)主要是以Microsoft .NET Framework 4.0為框架和開發(fā)語言，其功能為：（1）對(duì)本地制作的城鎮(zhèn)報(bào)報(bào)文進(jìn)行復(fù)制，再根據(jù)報(bào)文編碼進(jìn)行翻譯，翻譯成文字產(chǎn)品的天氣預(yù)報(bào)內(nèi)容，根據(jù)規(guī)范自動(dòng)制作成符合各種不同要求的天氣文字產(chǎn)品;（2）建立了各種“預(yù)警”的文件格式庫，當(dāng)需要發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警時(shí)，預(yù)先調(diào)入文件模板，根據(jù)此格式簡單改寫一些要素即可;（3）具有決策服務(wù)材料生成功能，根據(jù)需求裝載了各種不同格式的服務(wù)材料模板.能夠快速生成規(guī)范化的決策服務(wù)材料，滿足不同決策服務(wù)群體的需要;（4）提供了自動(dòng)保存和自動(dòng)發(fā)送和自動(dòng)發(fā)傳真的功能;（5）對(duì)業(yè)務(wù)中各項(xiàng)規(guī)定進(jìn)行整合：將降水量等級(jí)、風(fēng)力等級(jí)、天氣現(xiàn)象代碼、氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)的發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)和防御指南等業(yè)務(wù)規(guī)定銜接到統(tǒng)一的平臺(tái)上來，快速進(jìn)行預(yù)報(bào)產(chǎn)品和預(yù)警信號(hào)的制作和分發(fā)。如圖5所示。

圖5 天氣預(yù)報(bào)制作及分發(fā)平臺(tái)

1.5 天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng) 此天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)平臺(tái)是按照“中短期天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法（試行）”進(jìn)行，檢驗(yàn)內(nèi)容包括降水預(yù)報(bào)和溫度的檢驗(yàn)。該模塊采用 VB6.0編制，評(píng)分過程主要步驟為：選擇評(píng)分時(shí)段、評(píng)分站點(diǎn)、評(píng)分類型、評(píng)分項(xiàng)目、評(píng)分時(shí)次，分別讀取預(yù)報(bào)的天氣現(xiàn)象、最高氣溫、最低氣溫?cái)?shù)據(jù)和天氣現(xiàn)象、降水量和最高、最低氣溫的實(shí)況數(shù)據(jù)并存放在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法對(duì)每次的預(yù)報(bào)值和實(shí)況值進(jìn)行對(duì)比，漏報(bào)的記為0，空?qǐng)?bào)的記為1，正確的記為2，將預(yù)報(bào)正確、漏報(bào)、空?qǐng)?bào)的次數(shù)分別在各自變量中進(jìn)行累加，在統(tǒng)計(jì)程序中按照日、月、季、年統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)正確、漏報(bào)、空?qǐng)?bào)的總次數(shù)，計(jì)算出單個(gè)站點(diǎn)、上級(jí)指導(dǎo)預(yù)報(bào)、集體和個(gè)人預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，將結(jié)果輸出到查詢界面和Excel表中。

預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)K可以對(duì)任意時(shí)間段內(nèi)預(yù)報(bào)質(zhì)量結(jié)果進(jìn)行查詢。檢驗(yàn)需要做的工作包括提取預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，提取實(shí)況數(shù)據(jù)，對(duì)比評(píng)分，生成檢驗(yàn)結(jié)果并輸出產(chǎn)品。檢驗(yàn)分為指導(dǎo)預(yù)報(bào)和公眾預(yù)報(bào)、單站、集體和個(gè)人，每種檢驗(yàn)時(shí)間段又可劃分為日、月、季、年。單項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果顯示在查詢界面上，有各個(gè)縣詳細(xì)的預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括了評(píng)分過程中所有中間數(shù)據(jù)，有每天、每個(gè)站次的預(yù)報(bào)及對(duì)應(yīng)的實(shí)況數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)正確的次數(shù)，預(yù)報(bào)錯(cuò)誤的次數(shù)，按站點(diǎn)小計(jì)和按地區(qū)總計(jì)百分比等，可以方便地核實(shí)預(yù)報(bào)質(zhì)量是否計(jì)算正確。

2 阜新天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

經(jīng)過系統(tǒng)測(cè)試和試用，此平臺(tái)能夠滿足預(yù)報(bào)員的需要，受到預(yù)報(bào)員歡迎，其功能和設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：（1）程序采用模塊化設(shè)計(jì)。利用子程序把各個(gè)功能細(xì)化，做到一個(gè)功能對(duì)應(yīng)一個(gè)模塊（子程序），這樣既提高了代碼利用率又方便了鎖定錯(cuò)誤位置和改進(jìn)程序。（2）平臺(tái)操作簡單，高效，穩(wěn)定性好。針對(duì)氣象工作的特殊性，服務(wù)器端的程序可以隨時(shí)長時(shí)間地運(yùn)行，實(shí)況和預(yù)報(bào)信息的查詢能夠即時(shí)顯示結(jié)果，等待時(shí)間小于3s，預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果月評(píng)分的產(chǎn)品輸出時(shí)間小于20s。由以上模塊組成的阜新市天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái)，使預(yù)報(bào)各項(xiàng)業(yè)務(wù)能夠高效、準(zhǔn)確、規(guī)范地運(yùn)行。

3 結(jié)語

該系統(tǒng)平臺(tái)利用氣象相關(guān)知識(shí)和軟件開發(fā)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫和Visual Basic語言對(duì)具體的業(yè)務(wù)需求做到了技術(shù)實(shí)現(xiàn)，為預(yù)報(bào)員提供了一個(gè)實(shí)用性強(qiáng)，操作簡單的工作平臺(tái)?？紤]到系統(tǒng)的適應(yīng)性、擴(kuò)展性因素，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，明確了系統(tǒng)開發(fā)的主要工作內(nèi)容和目標(biāo)，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況和需求，采用模塊化、動(dòng)態(tài)菜單式結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行詳細(xì)的功能設(shè)計(jì)，基本滿足了預(yù)報(bào)員目前的需要，提高了預(yù)報(bào)值班員的工作效率。

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