國家超級計算深圳中心打造氣象服務(wù)的“深圳質(zhì)量”
首屆全國氣象服務(wù)創(chuàng)新大賽圓滿落幕,聽說咱深圳市氣象局拿大獎都拿到手軟。
深圳市氣象局選送的“基于影響的氣象災(zāi)害四級防御協(xié)同化平臺”獲氣象服務(wù)系統(tǒng)平臺組二等獎,位列全國第二名。
@深圳天氣——指尖上的氣象臺”獲公眾氣象服務(wù)組三等獎,位列全國第四名。
同時綜合考慮預(yù)決賽成績,深圳市氣象局還榮獲本次大賽團(tuán)體三等獎。
你說厲不厲害,當(dāng)然厲害啦,全國計劃單列市只有深圳市氣象局同時獲得兩個單項獎和一個團(tuán)體獎。深圳市氣象局的決策氣象服務(wù)系統(tǒng)和公眾氣象服務(wù)產(chǎn)品均得到國家級大賽認(rèn)可,這種榮譽,只有實力和服務(wù)并存的強(qiáng)者才能擁有。
那么,深圳市氣象局都做了哪些舉動才變得這么強(qiáng)呢?我們?nèi)タ纯础?/p>
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為形成精準(zhǔn)化預(yù)報服務(wù)系統(tǒng),打造國家一流氣象局,自 2010 年起深圳市氣象局就與國家超級計算深圳中心展開合作,依托國家超級計算深圳中心強(qiáng)悍的計算和存儲能力等優(yōu)勢資源,引進(jìn)集成了中國氣象局的GRAPES和香港小渦旋數(shù)值預(yù)報(WHM)技術(shù),自主開發(fā)了雷暴追蹤HAPS數(shù)值預(yù)報模式,并聯(lián)合國家超級計算深圳中心建成了“深圳氣象云”服務(wù)平臺。整個氣象部門圍繞“科技?xì)庀?、精?xì)氣象、民生氣象” 努力打造氣象服務(wù)的“深圳質(zhì)量”。
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“氣象云”作為目前深圳氣象局天氣預(yù)測服務(wù)平臺,其本身發(fā)揮的計算機(jī)氣候預(yù)測功能均基于國家超級計算深圳中心強(qiáng)大的計算能力。通過對大數(shù)據(jù)的價值挖掘,平臺分析,形成精準(zhǔn)、科學(xué)的天氣預(yù)測,服務(wù)于深圳乃至全國民眾。依托該平臺,深圳市氣象局先后發(fā)布上線“我的都市天氣”、“臺風(fēng)APP”等氣象公共服務(wù)產(chǎn)品,覆蓋人群數(shù)百萬,使得普通市民就能實時查詢所在位置格點范圍內(nèi)0- 12 小時降雨和氣溫預(yù)報、以及臺風(fēng)等災(zāi)害天氣預(yù)警信息。
氣象云服務(wù)平臺主要提供分區(qū)預(yù)警、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、對公眾提供第三方數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計值分析等業(yè)務(wù)功能,它一直在以這兩個方向打造優(yōu)質(zhì)服務(wù):
用好云計算
共同實現(xiàn)泛華南區(qū)域多種實時氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的高速分析處理,精細(xì)化格點預(yù)報,實現(xiàn)對各類人群信息發(fā)布全覆蓋。
用活云平臺
共同建立健全應(yīng)用氣象云平臺的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)各行各業(yè)在氣象云平臺上用好“氣象公有云”,實現(xiàn)跨行業(yè)跨部門的協(xié)同創(chuàng)新,構(gòu)建開放多元的氣象科學(xué)技術(shù)研究和個性化氣象公共服務(wù)產(chǎn)品制作的科技服務(wù)體制。
天氣預(yù)報是一項浩大的系統(tǒng)工程,這其中凝聚了數(shù)萬氣象工作者,甚至全球氣象工作者的勞動。天氣預(yù)報的一般過程是:氣象資料的收集、對氣象資料分析計算、天氣會商形成預(yù)報結(jié)論并對外發(fā)布三個步驟。
氣象資料從何來
氣象觀測數(shù)據(jù)是天氣預(yù)報的基礎(chǔ)。地面觀測站、天氣雷達(dá)、氣象衛(wèi)星、氣象探空觀測等等組成全球大氣監(jiān)測網(wǎng),從地面到高空,從陸地到海洋,全方位、多層次地觀測全球大氣狀態(tài)及其變化形成海量的氣象觀測資料,提供給預(yù)報員使用。
深圳市氣象局利用國家超級計算深圳中心開辟的10, 000 核CPU資源開展氣象預(yù)報,確保了計算效率和優(yōu)先權(quán)。隨后,氣象局陸續(xù)推出了區(qū)域預(yù)報、臺風(fēng)預(yù)警路徑預(yù)報、地質(zhì)災(zāi)害以及積澇預(yù)警等創(chuàng)新服務(wù),利用科技手段滿足市民對氣象服務(wù)高節(jié)奏、高頻率、高定向的需求。
超級計算機(jī)的應(yīng)用使數(shù)值天氣預(yù)報的時空分辨率及更新頻率大大提升,模式運行由逐 6 小時加密到逐 3 小時,空間分辨率也將由 4 公里逐漸加密到 1 公里左右,未來升級為E級的超級計算機(jī)將使各項分析更精準(zhǔn);并且依托并行計算的應(yīng)用,進(jìn)行了雷暴尺度集合天氣預(yù)報,為天氣預(yù)報提供了極端天氣的概率預(yù)報等新產(chǎn)品。
氣象資料計算、分析
天氣預(yù)報的方法有很多,最常用的有兩種。
一種是傳統(tǒng)的天氣學(xué)方法,即將同一時刻同一層次的氣象數(shù)據(jù)填繪在一張?zhí)刂频膱D上,這張圖稱為天氣圖。通過對天氣圖上的各種氣象要素進(jìn)行分析,預(yù)報員就可以了解當(dāng)前天氣系統(tǒng)(臺風(fēng)、鋒等)的分布和結(jié)構(gòu),判斷天氣系統(tǒng)與具體天氣(雨、風(fēng)、霧等)的聯(lián)系及其未來演變情況,從而得出各地的天氣預(yù)報?,F(xiàn)在天氣圖的繪制和分析都由計算機(jī)來完成。
另一種是數(shù)值預(yù)報方法,隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,數(shù)值預(yù)報也慢慢浮世,而它的出現(xiàn),使得現(xiàn)在的天氣預(yù)報是可以靠計算機(jī)“算出來”的。由于大氣的運動遵循一些已知的物理定律,根據(jù)這些定律,可以將大氣運動狀態(tài)寫成一組偏微分方程,只要給出初值(大氣的當(dāng)前狀況),就可以求解出方程組隨時間變化的變量值,據(jù)此得到大氣的未來狀況。求解方程的過程極其復(fù)雜,要求在規(guī)定的時間里處理大量的氣象數(shù)據(jù),即使最簡化的大氣方程也必須在超級計算機(jī)上進(jìn)行運算。
天氣預(yù)報需會商
無論是天氣學(xué)方法,還是數(shù)值預(yù)報方法,或者是其他預(yù)報方法,都存在一定的局限性,這就需要預(yù)報員對各種預(yù)報結(jié)果進(jìn)行綜合分析判斷。當(dāng)天氣情況比較復(fù)雜,或者災(zāi)害性天氣來臨前,預(yù)報專家們就要進(jìn)行天氣會商,甚至還與外地、外國的專家交換意見,在充分討論的基礎(chǔ)上,得出比較可靠的預(yù)報意見。預(yù)報員做出預(yù)報后,及時對外發(fā)布。
分割線
天氣預(yù)報須遵循以上三個步驟,才能做出精準(zhǔn)天氣預(yù)測為人民服務(wù)。而如今精準(zhǔn)的天氣預(yù)報離不開數(shù)值預(yù)報,數(shù)值預(yù)報離不開計算機(jī)強(qiáng)大的“計算”能力,作為具有強(qiáng)大計算能力和儲存能力的超算中心,國家超級計算深圳中心一直在提供精準(zhǔn)天氣預(yù)測,為深圳乃至全國人民服務(wù)!
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