基于雷達回波跟蹤及Google Map技術下的短時臨近預報業(yè)務系統(tǒng)

提高天氣氣候預報預測準確率是氣象工作的基礎和核心”。為此寧夏氣象臺通過對新一代天氣雷達、氣象衛(wèi)星、自動氣象站、閃電定位儀等多源資料的實時診斷、定量化分析應用，在Google Map精細地理地形資料基礎上，搭建了資源高度共享、信息協(xié)調一致的短時臨近預報業(yè)務系統(tǒng)，整體提升寧夏對突發(fā)性、災害性天氣事件的監(jiān)測預警水平與服務能力。
1. 成果內容簡述
該系統(tǒng)采用客戶端-服務器編程方式，通過對新一代天氣雷達、氣象衛(wèi)星、自動氣象站、閃電定位儀等探測資料的實時監(jiān)測，以新一代天氣雷達資料為核心，利用交叉相關追蹤方法，實現(xiàn)對強對流天氣0-1小時跟蹤外推預報。并利用WEB開發(fā)方式，開發(fā)了基于網站和Google地圖下的多源氣象資料綜合顯示平臺。主要包括服務器資料實時處理及定量化產品輸出模塊、網站和客戶端多源資料綜合顯示三部分。
⑴ 交叉相關追蹤法（TREC）追蹤雷達回波移動
交叉相關追蹤法（TREC）是用來追蹤雷達回波移動的一種比較成熟的算法。該系統(tǒng)利用銀川新一代天氣雷達資料，通過徑向、方位、仰角的三線性插值方法獲得水平方向分辨率為1*1km，垂直方向為1km，垂直方向共十五層的等高平面位置（CAPPI）。針對3000米CAPPI，利用交叉相關追蹤法進行了TREC風場反演，獲得了15*15km區(qū)域的TREC風場。在對TREC風場進行質量控制和客觀分析的基礎上，利用校準后的TREC風場，對回波開展了平移外推，獲得0-60分鐘、每六分鐘一張的雷達回波外推預報圖。
⑵ 服務器資料實時處理及定量化產品輸出模塊
實時搜索最新的雷達、衛(wèi)星、閃電定位儀資料，經過分析、計算，獲得TREC風場及其基礎上的0-60分鐘預報回波，計算定量估測降水、組合反射率、CAPPI(3000米)、回波頂高等雷達導出產品，并針對以上產品生成圖形文件及雷達回波與TREC風場、雷達回波與閃電定位儀等疊加圖形文件，輸出到網站。
⑶ 基于Google Map下的多源氣象資料綜合顯示
基于Google Map下的多源氣象資料綜合顯示為客戶端顯示程序，利用Javascript和Google Map API設計了“寧夏氣象資料綜合應用平臺”框架，利用C#實時生成動態(tài)網頁。實現(xiàn)了基于WEB，在Google Map下衛(wèi)星、雷達、自動氣象站等資料的疊加顯示及反射率、紅外1通道云圖、紅外2通道云圖、可見光通道云圖的動畫顯示。
⑷ 系統(tǒng)特點
⑴在寧夏首次開展了基于新一代天氣雷達資料的TREC方法研究，獲得了雷達回波反演風場；
⑵在寧夏首次開展了基于TREC風場的雷達回波跟蹤及外推技術研究，實現(xiàn)了對雷達回波的0-1小時的定量化預報，為短時臨近預報提供了定量化預報產品，為提高短時預報準確率，提供了技術支撐；
⑶在寧夏首次開展了基于Google Map下的多源資料綜合顯示系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)了雷達回波、衛(wèi)星云圖、閃電定位儀等資料及其導出產品、預報產品在Google Map下的顯示、漫游，為短時臨近預報提供了強大的地理信息資料，預報人員根據不同的地形條件、人口及工農業(yè)分布特征，開展有針對性、有重點的預報服務提供了技術支撐；
⑷構建了基于高分辨率Google Map地理信息、綜合程度高的氣象資料綜合應用平臺，并實現(xiàn)了0-1小時雷達回波跟蹤預報。對提高強對流性天氣的監(jiān)測和預警預報水平，增強氣象災害防御的應急能力具有重要的意義。
2. 成果類別
該系統(tǒng)是集天氣雷達、氣象衛(wèi)星、自動氣象站、閃電定位儀等探測資料綜合顯示，及雷達回波定量化外推預報為一體的突發(fā)災害性天氣短時臨近預報業(yè)務系統(tǒng)。
3. 業(yè)務適用范圍
該系統(tǒng)適用于?。▍^(qū)）、市、縣三級短時臨近預報業(yè)務部門和各級預報業(yè)務管理部門。同時，由于采用WEB開發(fā)方式，也適用于各類現(xiàn)場氣象保障和應急氣象服務。
4. 推廣應用預期效果及可操作性
該系統(tǒng)根據短時臨近預報業(yè)務實際需求開發(fā)的，對監(jiān)控內容、生成產品、網頁更新、系統(tǒng)參數設置等都采用外部配置文件控制，使業(yè)務系統(tǒng)具有良好的開放性和可移植性。
該系統(tǒng)利用了服務器-客戶端開發(fā)模式，只要是能夠連通寧夏氣象局局域網和互聯(lián)網的用戶，均可利用IE瀏覽器實現(xiàn)對實時多源資料的顯示。