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24小时天气预报决策支持系统的研究*
2010-02-13 06:46:50 来源:作物所 作者:张勇 李德明 【 】 浏览:4149次 评论:0

(⒈黑龙江省新华农场气象站)
(2黑龙江省农垦科学院作物所)

    摘要:黑龙江省农垦科学院作物所生态气象室和黑龙江省农垦总局宝泉岭分局新华农场等气象台站,结合当地的实际情况,联合进行了24小时天气预报(包括:降水概率预报、降雨量预报和云量预报)的研究,编制了“24小时天气预报决策支持系统”软件,其中有DOS、WINDOWS和网络三个版本。在一些气象台站试用,使24小时降水预报准确率由80年代的85%提高到现在的96%。

    关键词:天气预报 决策支持系统

    1 引言

    黑龙江垦区103 个大型国营农场拥有耕地200 多万公顷,以小麦、玉米、大豆、水稻、甜菜、油菜为主要作物。因为旱涝灾害和降水天气对农业生产影响很大,所以这一国营农场群逐步建成了由近百个气象台站组成的气象服务体系,承担着垦区气象观测和天气预报任务。其中24小时天气预报是最主要的服务项目之一。

    20世纪60-70年代,我国气象台(站)的短期天气预报通常采用“经验加形势”的预报方法,80年代统计分析方法得到了重视,但由于计算量大,很难在气象业务中实现和运用。直到90年代,计算机逐步普及,短期天气的统计分析方法才得到广泛应用。从1998年起,黑龙江省农垦科学院作物所生态气象室和黑龙江省农垦总局宝泉岭分局新华农场等气象台(站),结合黑龙江垦区的实际情况,联合进行了24小时天气预报(包括:降水概率预报[1]、降雨量预报和云量预报)的研究,编制了“单站24小时天气预报决策支持系统”计算机软件,其中包括DOS、WINDOWS和网络三个版本。这些软件在一些气象台站试用,使24小时降水预报准确率由80年代的85%提高到现在的96%。

    2研究方法与计算机模型

    “单站24小时天气预报决策支持系统”分别用QUICK BASIC、Visual Basic、FrontPage 和 PHP语言编程,其数据流程见图1(以网络版为例)。

    (图1略)

    该系统在用户端有数据管理、预报量选择、当日数据输入和预报结果输出等四个界面,在服务器端有历史资料数据库、补充历史资料数据库、建立预报方程、计算预报值等四个功能模块。

    在“当日数据输入”界面,输入的数据主要有以下22项:当日14点气压、当日08点气压、昨日14点气压、当日14点气温、当日08点气温、昨日14点气温、当日14点湿度、当日08点湿度、昨日14点湿度、当日14点风速、当日08点风速、昨日14点风速、当日14点风向、当日08点风向、昨日14点风向、当日14点总云量、当日08点总云量、昨日14点总云量、当日14点低云量、当日08点低云量、昨日14点低云量和经验预报值。按其顺序,这些数据可分别用X1、X2、…、X22 代表。其中,前21项X1-X21 均为本站气象观测的实测值,而第22项X22 (经验预报值)是预报员根据天气形势分析和本人经验所给出的预报结果,其值在0 和100 之间。如果预报员很有把握预报未来24小时有降水,X22 可输入100 ;如果预报员很有把握预报未来24小时无降水,X22 可输入0 ;若预报员没有把握预报未来24小时有无降水,X22 可输入1 到99之间的整数。在“预报量选择”界面,用户可选择“降水概率预报”、“降水量预报”和“云量预报”之一。在“预报结果输出”界面用户可得到预报方程的23个参数B0、B1、… B22,据此可写出预报方程:

    Y =B0 + B1·X1 + B2·X2 + … + B22·X22

    用户还可以得到利用以上方程计算出的预报值Y 。如果是“降水概率预报”,Y 值在0 和100 之间。例如:如果降水概率预报值Y 得100 ,则表示未来24小时肯定有降水;如果降水概率预报值Y 得0 ,则表示未来24小时肯定无降水;如果降水概率预报值Y 得90,则表示未来24小时有降水的可能性很大,但也不排除无降水的可能;如果降水概率预报值Y 得10,则表示未来24小时有降水的可能性很小,但也不完全排除有降水的可能。如果是“降水量预报”,Y≥0,单位毫米。如果是“云量预报”,Y在0和10之间,代表24小时内的平均总云量。

    3 使用效果

    “单站24小时天气预报决策支持系统”DOS版用QUICK BASIC 语言编程,以UCDOS 汉字系统为操作平台,可在386以上微机上单机运行;WINDOWS版用Visual Basic语言编程,以WINDOWS98为操作平台,可在586以上微机上单机运行;网络版用FrontPage 和 PHP语言编程,以互联网为平台,可在586以上微机上上网运行。

    近两年来,这一软件在黑龙江省农垦总局宝泉岭农垦分局新华农场等几个气象台站试用,24小时降水预报准确率平均达到了96%,比80年代85%的预报准确率提高了11个百分点,比现在单用天气形势分析所做预报的准确率提高了6个百分点 。

    4 问题讨论

    在进入21世纪信息时代的今天,基层气象台(站)已逐步配备了微机、传真、卫星云图接收、测雨雷达等现代装备,所获得的信息量大增。要适时地处理好这些信息,离不开数据分析。要做好气象服务也离不开单站气象资料的分析。

    黑龙江垦区研制并使用的“单站24小时天气预报决策支持系统“,利用internet将天气形势、本地气象观测数据和个人经验三者相结合,明显提高了专业气象台站的服务质量。这对垦区及农村的科学种田都有实际意义,在基层气象台站有广范应用前景。

    参考文献

    1. 赵克静,李德明.黑龙江垦区降水概率预报方法的研究与应用.现代化农业,2001.4:6-7.

    * “九五”农业部重点科研项目“国营农场农业生产综合管理信息系统”(垦-07-01-03)部分研究内容。

Tags:24小时 天气预报 决策支持系统 研究 责任编辑:lidm
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