瑞万思系统.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除1、瑞万思超级集合数值天气预报信息挖掘服务平台超级集合数值天气预报是“一群由不同的初值和多个不同的数值预报模式”出发而得到的一群预报值，并采用多种物理和统计方法，从中提炼和挖掘有用信息，作为最终预报产品提供给使用方。超级集合预报是近几年发展的一种新的集合预报方法，其先进性在于同时考虑到初始场、物理参数化和模式的不确定性，随着集合成员的增加，可显著提高预报性能。ReWise超级集合数值天气预报信息挖掘服务系统 （Regional Ensemble Weather Information Service system，简称ReWise系统），引入了国

2、际先进的多模式、多初值、多物理过程的超级集合预报理念，通过大规模“云计算”中心，可提供全国各地高质量的1-16天天气预报信息服务，见图1。云计算中心。由高速并行计算机系统、高可用海量数据存贮系统、数据接收系统、分布式高可用FTP系统、机房营运管理监控系统、宽带网络系统以及UPS电源等组成。云计算中心通过大量服务器集群，构建了支持WRF、MM5、GRAPES、AREM等区域数值预报模式的计算系统，并输入AVN、T213、T639、JP、MRF等各种初值以及采用各种物理过程，每天两次实时输出全国范围1-16天的50多种预报成员的区域数值天气预测信息供集合分析计算平台进行分析集成。信息接收平台。原始

3、气象数据信息接收目前一部分从国家气象局9210平台获取，另一部分通过国外气象中心网站获取。集合分析计算平台（含管理综合平台）。系统能对世界几大气象中心的实时数值天气预报和云计算中心输出的50多种多模式、多初值、多物理过程的区域数值预报成员，进行MOS建模，综合统计和集合处理。系统通过对各种预报成员的预报性能，进行动态集成输出，提供高质量的预测数据。用户可以通过客户端软件接收ReWise系统的预测数据，并和各种应用相耦合，产生相关的专业预测服务信息。2、瑞万思天气预测辅助信息系统随着数值预报技术的发展，基层气象台站每天接收到的各种数值预报信息高达2-3G，没有合适的工具是很难在每天2次的业务预报

4、发布中有效地利用这些信息的。决策常常不是基于丰富的数据信息，而是基于决策者的直觉，因为决策者缺乏从海量数据中取有价值知识的工具。本产品基于“ReWise系统”，通过对海量的数值预报信息的加工挖掘，实时地把众多的数值预报成员进行物理诊断、统计订正，并根据基层气象台站的定点精细化预报需求，提炼成常规要素1-16天的集成K线图、盒须图、时间集成图、均值散布图、概率预报图和集成面条图等决策信息，用户通过终端软件，接收本地区未来1-16天的天气变化和概率分布。本产品面向全国2700多个基层气象台站开发的快捷、高效的天气预测决策辅助服务产品，使基层气象台站预报员能在几分钟内对本地区未来天气走势和各种数值预

5、报的不同点（面条图）、各种事件可能的概率（时间集成图）、最大最小的可能分布（盒须图、均值散布图）以及供预报员参考订正的集成预报结论（集成K线图）等有一个基本的把握，帮助预报员快速作出预报决策。如图2所示。产品应用3年多来，具有以下显著特点：一是该产品可提供全国各地任意指定地未来1-16天的风压温湿等气象要素，特别是10天以上的天气预报；二是提供的信息参考价值高，对未来天气变化的提示作用明显，分析结论一目了然，可方便快速决策；三是可以装在笔记本电脑，联网查看方便，可以随时随地为政府决策服务。该产品本质上是接受基层气象台站的计算委托服务，通过规模的计算设备（云计算中心）、专家级的数据处理方案（超级

6、集合数值天气预报）、专业的信息挖掘揭示和网络远程服务，实现了云计算的基础设施即服务（IAAS）、平台即服务(PAAS)、软件即服务(SAAS)、数据即服务(DAAS)商业模式内涵。为基层气象台站提供专业的高水平的服务同时，大大节省了设备开支和人力、电力等开支，这种高效的服务模式受到基层气象台站的欢迎。到2010年底，全国各地气象台站正式用户46家，另外酒泉卫星发射中心、黑龙江农垦集团、新疆建设兵团等，共52家。包括了新疆建设兵团和黑龙江农垦集团将近有150多个农场气象站。在青川抗灾，玉树地震应急等决策服务中，受到当地气象部门的好评。3、基于ReWise系统的其它商业气象服务产品商业气象服务原理

7、如图4所示。成熟的商业气象服务，必然具有：某些气象因子是其控制因子，而且已知其控制关系；这些气象控制因子具有可测性，气象控制器可以根据用户反馈信息，不断输出有针对性的气象控制信息；在目前条件下相应的气象控制工程技术上是可行的（气象服务学基础，气象出版社，2001年）。误差返回控制决策控制对象气象源信息图4 商业气象服务原理气象源信息的质量是商业气象服务的基础，“ReWise系统”是目前条件下能够提供优质源信息的系统。美国大气研究中心（NCAR）也是采用超级集合数值预报技术开发了动态综合预报系统TheDynamicIntegratedforeCast(DICastTM)。系统可以产生完全自动、及

8、时和准确的长达10天在成千上万处地点的精确预报。除一般的公众预报外，支持各种应用，如：运输系统、精细农业、军事等。在风电功率预报服务时，曾采用8个模式成员对某电场70米高度风速进行1252小时15分钟间隔的统计MOS建模（2009年36月时段）和后报检验（2009年78月时段），对最优/最差单模式成员MOS的后报性能和多模式成员MOS的加权集合的后报性能进行了对比：12-52小时预报平均MAE28-52小时预报平均MAE最差单模式MOS2.12 米/秒2.22 米/秒最优单模式MOS2.00 米/秒1.91 米/秒多模式MOS加权集合1.85 米/秒1.88 米/秒注：表中采用的准确率参数是平

9、均绝对值误差（MAE）显然在后报检验中，集合预报误差普遍小于各个单模式误差，甚至小于最优单模式的误差；而且随预报时效的延伸，集合预报的性能变化比单模式要稳定。因此基于“ReWise系统”，进一步研发各种商业气象服务系统，具有较好的条件。4、项目的先进性商业气象信息服务，用来作预测分析的未来天气变化的预测信息是关键。 首先是“ReWise系统”采用超级集合预报作为信息挖掘工具，在对世界范围内各类优秀的模式、预报进行集成提炼和正确的集合策略前提下，总能保证挖掘的结论是“青出于蓝而胜于蓝”。我们把这种超级信息预报信息挖掘服务比喻为站在巨人的肩膀上。也有用“水涨船高”的比喻来说明该技术的开放性和先进性

10、：只要有新的预报技术，更好的预报方法出现，都可以被集合到“挖掘服务平台”，从而对预报结论产生影响，使预测信息更精确。这种先进性应用到预报决策上，总能更全面客观地把目前技术条件下所能反映的可能情况，如：概率分布、极值等。应用到商业气象服务中，能提供较其它方法更为准确、稳定的预报数据源。二是与统计方法相结合，预测数据具有很强针对性。数值预报是动力模式，动力模式预测的缺陷有三点：一是只用初值，没有利用或者没有充分利用已有的历史资料，二是预测没有针对性，不是针对特定的预报对象，三是由于没有针对性，对前期的预报信息，不能分清主次，针对所预报的特定对象，抓住影响它的主要因子的信息。统计学方法恰巧与上述三点

11、缺陷不同：首先它充分利用了已有历史资料，考虑了气候系统过去的实际表现，预报依据并非只是某一时刻的气候系统的状况，而是前期不同时刻的状况；其次预报有针对性，前期因子是针对特定地区、特定时段的特定预报对象而言的，预报对象不同，因子也不同；三是着重分析影响大的因子。本项目采用了动力与统计手段相结合的办法，以动力学模式为基础，既然动力学模式的预报有误差，不妨就把这个误差作为预报对象，用统计学方法中的相似预测思想来估算动力模式的预报误差。这是统计学方法大有可为的领域。所以用统计学方法预测动力学模式预测的误差，然后加以订正，从而克服动力学模式没有针对性等缺陷，对于提高预测的“个性化”特征，会收到意想不到的明显效果。【精品文档】第 4 页