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1991~2020年中国地面气候值数据集研制

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大气科学 2024年第2期48卷 555-571页

作者：赵煜飞廖捷张强陈杰龚玺石岩石明远杨笛范邵华周学东曹丽娟胡开喜国家气象信息中心北京100081 江苏省气候中心南京210041

基于国家气象信息中心归档的中国地面观测数据,研制了1991~2020年中国地面气候值数据集。数据集研制期间,对1991年以来的地面台站观测数据集元数据进行了系统的质量检查和核实订正。在基于站址迁移信息对所有要素进行了分段处理基础上,... 详细信息

基于国家气象信息中心归档的中国地面观测数据,研制了1991~2020年中国地面气候值数据集。数据集研制期间,对1991年以来的地面台站观测数据集元数据进行了系统的质量检查和核实订正。在基于站址迁移信息对所有要素进行了分段处理基础上,基于非均一性检验结果完成了气温序列的分段处理。依据人工、自动观测调整信息完成了能见度观测数据的分段处理,提供了一套与当前能见度观测方式一致、代表性更好的气候背景场。采用傅里叶级数理论对气温、降水累年日值序列进行了谐波处理,在体现气象变量季节性转换的同时,避免了日与日之间的异常突变特征,具有更好的气候代表性。最终建立的1991~2020年中国地面气候值数据集提供了中国2438个站点的气温、降水、气压、风向风速、相对湿度、水汽压、云、天气现象、能见度、蒸发、积雪、地温、冻土、日照共14个要素的气候背景信息,为天气气候业务提供了数据支撑。

关键词：地面观测统计标准气候值均一性谐波处理

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地面自动气象站数据流式处理设计与实现

应用气象学报 2024年第3期35卷 373-384页

作者：肖卫青薛蕾刘振罗兵王颖张来恩郭萍霍庆韩书丽何文春国家气象信息中心北京100081

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息... 详细信息

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息;消息确认采用手工确认的方式,将数据解码组件锚定数据接入组件,实现每条数据的可靠处理;数据解码时进行字节校验和时间检查等,过滤异常数据;应用批量加定时的发送策略,解决海量监控信息发送气象综合业务实时监控系统(天镜)的问题;集群部署时保留部分剩余资源,有效应对单节点异常。应用效果表明:国家气象站小时数据的服务时效由全国综合气象信息共享系统(CIMISS)的175 s提高至天擎的78 s,约6×10^(4)个区域气象站小时数据的服务时效由CIMISS的5 min提高至天警的2 min,实况分析系统将数据源切换至天擎后,相同时间检索可获取的站点数量较CIMISS增加1倍。2021年12月基于Storm的流式处理与天擎一同在国省业务化运行,实现了长期稳定运行,为MICAPS4、SWAN2.0、实况分析系统等用户提供高效稳定的地面自动气象站数据。

关键词：气象大数据云平台地面自动气象站 Storm RabbitMQ 流式处理 BUFR

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气象基础信息一张图设计和实现

应用气象学报 2024年第2期35卷 247-256页

作者：陈京华肖文名张强杨和平张志强曹磊陈楠国家气象信息中心北京100081

气象基础信息一张图作为气象数据资源与行业间数据融合的应用示范,通过构建时空联动的气象大数据应用基础,解决多源气象数据融合应用服务问题。气象基础信息一张图基于高分辨率气象网格数据空间化处理、长序列海量网格数据任意时空范围... 详细信息

气象基础信息一张图作为气象数据资源与行业间数据融合的应用示范,通过构建时空联动的气象大数据应用基础,解决多源气象数据融合应用服务问题。气象基础信息一张图基于高分辨率气象网格数据空间化处理、长序列海量网格数据任意时空范围检索以及气象数据与三维地形融合服务3项关键技术,实现多源异构时空数据的统一接入、处理、存储、管理和服务。气象基础信息一张图整合基础地理、自然资源、生态环境、社会经济、气象五大数据资源,面向不同气象应用场景,通过动态组合构建专题服务,实现多源数据快速服务和高效应用。气象基础信息一张图为2022年北京冬奥会及冬残奥会的圆满举办等国家重大活动、2021年郑州“7·20”特大暴雨气象预报复盘服务以及气象数据的社会化服务共享提供应用服务保障,在服务“生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好”方面提供有效支撑。

关键词：气象基础信息一张图大数据数据服务地理信息

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面向超级计算机系统的可视化综述

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 321-335页

作者：吕斐陈长建张嘉鹏冯冼唐卓湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 湖南省气象信息中心长沙410118

随着科技飞速发展,超级计算机系统不断向着更大规模迈进,给系统使用和维护带来困难.可视化技术以直观易懂的方式展示超级计算机系统的运行状态、异常情况等,让用户更加深入地理解系统内部运行机制,有助于更好地使用和优化系统.通过文献... 详细信息

随着科技飞速发展,超级计算机系统不断向着更大规模迈进,给系统使用和维护带来困难.可视化技术以直观易懂的方式展示超级计算机系统的运行状态、异常情况等,让用户更加深入地理解系统内部运行机制,有助于更好地使用和优化系统.通过文献调研,分析了超级计算机系统可视化的相关工作,并根据系统使用流程将其分为状态监控、性能优化和系统维护3个方面.分析表明,可视化在状态监控方面可帮助分析系统运行时内部进程和数据的状态;在性能优化方面可帮助定位性能瓶颈并优化;在系统维护方面可帮助发现运行异常以及对异常溯源.最后,详细阐述了未来超级计算机系统可视化在大规模数据处理、全局优化、下游任务迁移等方向上面临的机遇和挑战.

关键词：超级计算机可视化状态监控性能优化系统维护

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基于数据感知的气象算法调度框架设计与应用

应用气象学报 2024年第4期35卷 502-512页

作者：霍庆何文春高峰陈士旺徐拥军王琦国家气象信息中心北京100081

气象产品加工任务往往由不同算法组合而成,其状态对数据源具有高依赖性。高效感知数据状态,并及时合理启动调度,对提升气象产品加工的时效性至关重要。设计并建设了基于数据感知技术的气象算法调度框架,对比测试结果分析表明:在实时分... 详细信息

气象产品加工任务往往由不同算法组合而成,其状态对数据源具有高依赖性。高效感知数据状态,并及时合理启动调度,对提升气象产品加工的时效性至关重要。设计并建设了基于数据感知技术的气象算法调度框架,对比测试结果分析表明:在实时分析数据源到报状态的基础上,数据感知调度实现数据到报即算法启动运行,任务调度延迟较定时调度显著降低,由3784 ms降至11 ms。数据感知调度作为气象大数据云平台加工流水线的核心能力,已在国省部署并实时运行。目前在国家级业务中支撑19种核心业务算法的高效调度,日调度次数约为6.67×10^(5),平均调度延迟为31 ms;在省级业务中支撑14种算法的高效调度,日调度次数约为8×10^(4),平均调度延迟为156 ms。此外,数据感知调度实现了气象业务上下游算法的无缝串联,可为解决气象业务间的脱节问题、提升气象业务间的协同性提供解决方案。

关键词：数据感知技术任务调度气象算法气象大数据云平台加工流水线

2000—2020年闽江下游流域水系连通性模拟与变化分析

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：陈捷张煜娴邓占荣武雅珍福建省气象信息中心福建省气象科学研究所河海大学海洋学院宁夏气象信息中心

【目的】闽江是福建省最大的河流，其生态环境和水系状况直接关系着福建省的生态系统质量和可持续发展，定量评估福州市及其周边城市群的快速城市化发展和人为水系连通工程对闽江下游水系连通性的影响，对于流域防洪减灾和河道生态环境... 详细信息

【目的】闽江是福建省最大的河流，其生态环境和水系状况直接关系着福建省的生态系统质量和可持续发展，定量评估福州市及其周边城市群的快速城市化发展和人为水系连通工程对闽江下游水系连通性的影响，对于流域防洪减灾和河道生态环境保护具有重要意义。【方法】基于闽江下游流域不同时期的Landsat7影像数据和土地利用数据，引入电路理论方法，开展2000—2020年闽江下游流域水系连通性的定量模拟评估。【结果】结果表明，闽江下游流域在过去20年中经历了显著的土地利用变化，城市用地面积增幅达91.1%。电流累计值模拟显示，福州主城区等城市区域水系连通性较低，这主要归因于快速城市化和土地利用类型转换导致的景观格局变化，使得37.2%的区域水系连通性降低。2015年后全域治水工程等水系治理措施的开展减缓了水系连通性下降速度，2015—2020年闽江下游易发生水淹区域面积较2000—2005年减少2.4%。【结论】电路理论模型的引入对于模拟流域水系连通性和城市河道水网行洪能力分析有一定适用性与参考意义。福州市通过河道治理、城市空间布局优化、流域生态保护和修复等方式提高了闽江下游河道水体流动性和自净能力，缓解了城市化对水系连通性的负面影响，增强了流域抵御水旱灾害能力。研究结果可为快速城市化下流域防灾减灾提供案例参考。

关键词：水系连通性电路理论闽江福州市城市化人类活动径流土地利用

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中国近30年短时极端降水特征分析

大气科学 2024年第3期48卷 1144-1156页

作者：赵煜飞张强鞠晓慧肖栋杨和平陈杰廖捷邓悦国家气象信息中心北京100081 中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 广西壮族自治区气象信息中心南宁530000

由于观测资料的限制,以往对于日尺度以下的短时极端降水特征和短时极端降水阈值的研究较少。本文基于中国气象局最新研制的1991~2021年中国2464个台站逐小时降水资料,分析了全国1 h、3 h降水频率特征,采用百分位法分别统计1 h和3 h极端... 详细信息

由于观测资料的限制,以往对于日尺度以下的短时极端降水特征和短时极端降水阈值的研究较少。本文基于中国气象局最新研制的1991~2021年中国2464个台站逐小时降水资料,分析了全国1 h、3 h降水频率特征,采用百分位法分别统计1 h和3 h极端降水阈值,探究了中国短时极端降水气候特征。分析结果表明四川、贵州、湖南、江西、福建和浙江等省的部分台站1 h降水频率较大,可达12%,西北地区1 h降水频率普遍偏低,大部分台站低于3%。1991~2021年期间,1 h、3 h极端降水频率呈减少趋势。共有64.7%的站3 h极端降水频率线性趋势与1 h极端降水频率线性趋势一致。我国降水极值和极端降水阈值空间特征明显,1 h降水极端降水阈值基本呈东南大、西北小的空间特征,广东、广西、海南阈值相比我国其他地区偏大。海南、广东、广西和江苏省1 h降水历史平均极值超过80 mm h^(-1),其中海南省平均极值最高,达102.7 mm h^(-1)。

关键词：地面观测降水质量控制日变化

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福建省气象地理信息服务平台设计及应用

海峡科学 2024年第05期 110-114+145页

作者：朱添福余永城王笑福建省气象信息中心

为解决气象空间数据在福建省气象业务系统上使用不便的问题，设计了福建省气象地理信息服务平台。该平台采用Docker容器、PostGIS+Mongodb数据库技术及分布式数据管理，对地理信息数据进行获取、加工等标准化处理，最终以标准化“天擎... 详细信息

为解决气象空间数据在福建省气象业务系统上使用不便的问题，设计了福建省气象地理信息服务平台。该平台采用Docker容器、PostGIS+Mongodb数据库技术及分布式数据管理，对地理信息数据进行获取、加工等标准化处理，最终以标准化“天擎”系统服务接口共享给应用系统使用，实现统一系统平台下使用气象基础空间数据，并以福建省短临预报预警服务系统为例，介绍了改造的方法步骤，为其他气象信息系统的地理信息融入“天擎”系统提供参考。

关键词：地理信息服务平台标准化数据接口

2021~2023年象山不同区域汛期降水日变化特征分析

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气候变化研究快报 2024年第3期13卷 707-715页

作者：曲颖慧樊丹丹徐彬浙江省象山县气象局浙江宁波陕西省气象信息中心陕西西安

基于象山县2021~2023年汛期逐小时降水资料,分析了象山城区、北部山区、海岛、沿海、中部山区五个区域的降水日变化特征。结果表明:象山县白天降水量略多于夜间,城区与北部日变化特征较为一致,大致呈双峰型;城区降水量日变化最大。北部... 详细信息

基于象山县2021~2023年汛期逐小时降水资料,分析了象山城区、北部山区、海岛、沿海、中部山区五个区域的降水日变化特征。结果表明:象山县白天降水量略多于夜间,城区与北部日变化特征较为一致,大致呈双峰型;城区降水量日变化最大。北部降水频次明显较高,其余区域差异不大;城区、中部、北部、沿海的降水频次日变化趋势较为一致,大致呈双峰型;象山降水出现在16~21时的频次最高。白天降水强度大于夜间,其中13~17时最大,在汛期服务中,可提醒民众下班路上携带雨具。2024年新版预警信号将提醒预报员关注长历时降水的累积量及小时雨强。

关键词：日变化预警信号汛期降水