國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心打造氣象服務(wù)的“深圳質(zhì)量”
首屆全國(guó)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(jiǎng)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(jí)防御協(xié)同化平臺(tái)”獲氣象服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)組二等獎(jiǎng),位列全國(guó)第二名。
@深圳天氣——指尖上的氣象臺(tái)”獲公眾氣象服務(wù)組三等獎(jiǎng),位列全國(guó)第四名。
同時(shí)綜合考慮預(yù)決賽成績(jī),深圳市氣象局還榮獲本次大賽團(tuán)體三等獎(jiǎng)。
你說厲不厲害,當(dāng)然厲害啦,全國(guó)計(jì)劃單列市只有深圳市氣象局同時(shí)獲得兩個(gè)單項(xiàng)獎(jiǎng)和一個(gè)團(tuán)體獎(jiǎng)。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(guó)家級(jí)大賽認(rèn)可,這種榮譽(yù),只有實(shí)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(dòng)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(bào)服務(wù)系統(tǒng),打造國(guó)家一流氣象局,自 2010 年起深圳市氣象局就與國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心展開合作,依托國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心強(qiáng)悍的計(jì)算和存儲(chǔ)能力等優(yōu)勢(shì)資源,引進(jìn)集成了中國(guó)氣象局的GRAPES和香港小渦旋數(shù)值預(yù)報(bào)(WHM)技術(shù),自主開發(fā)了雷暴追蹤HAPS數(shù)值預(yù)報(bào)模式,并聯(lián)合國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心建成了“深圳氣象云”服務(wù)平臺(tái)。整個(gè)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(cè)服務(wù)平臺(tái),其本身發(fā)揮的計(jì)算機(jī)氣候預(yù)測(cè)功能均基于國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心強(qiáng)大的計(jì)算能力。通過對(duì)大數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘,平臺(tái)分析,形成精準(zhǔn)、科學(xué)的天氣預(yù)測(cè),服務(wù)于深圳乃至全國(guó)民眾。依托該平臺(tái),深圳市氣象局先后發(fā)布上線“我的都市天氣”、“臺(tái)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(shí)時(shí)查詢所在位置格點(diǎn)范圍內(nèi)0- 12 小時(shí)降雨和氣溫預(yù)報(bào)、以及臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害天氣預(yù)警信息。
氣象云服務(wù)平臺(tái)主要提供分區(qū)預(yù)警、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、對(duì)公眾提供第三方數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)值分析等業(yè)務(wù)功能,它一直在以這兩個(gè)方向打造優(yōu)質(zhì)服務(wù):
用好云計(jì)算
共同實(shí)現(xiàn)泛華南區(qū)域多種實(shí)時(shí)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高速分析處理,精細(xì)化格點(diǎn)預(yù)報(bào),實(shí)現(xiàn)對(duì)各類人群信息發(fā)布全覆蓋。
用活云平臺(tái)
共同建立健全應(yīng)用氣象云平臺(tái)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)各行各業(yè)在氣象云平臺(tái)上用好“氣象公有云”,實(shí)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(gè)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(bào)是一項(xiàng)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(dòng)。天氣預(yù)報(bào)的一般過程是:氣象資料的收集、對(duì)氣象資料分析計(jì)算、天氣會(huì)商形成預(yù)報(bào)結(jié)論并對(duì)外發(fā)布三個(gè)步驟。
氣象資料從何來
氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)是天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。地面觀測(cè)站、天氣雷達(dá)、氣象衛(wèi)星、氣象探空觀測(cè)等等組成全球大氣監(jiān)測(cè)網(wǎng),從地面到高空,從陸地到海洋,全方位、多層次地觀測(cè)全球大氣狀態(tài)及其變化形成海量的氣象觀測(cè)資料,提供給預(yù)報(bào)員使用。
深圳市氣象局利用國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心開辟的10, 000 核CPU資源開展氣象預(yù)報(bào),確保了計(jì)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(bào)、臺(tái)風(fēng)預(yù)警路徑預(yù)報(bào)、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(duì)氣象服務(wù)高節(jié)奏、高頻率、高定向的需求。
超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的時(shí)空分辨率及更新頻率大大提升,模式運(yùn)行由逐 6 小時(shí)加密到逐 3 小時(shí),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(jí)為E級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)將使各項(xiàng)分析更精準(zhǔn);并且依托并行計(jì)算的應(yīng)用,進(jìn)行了雷暴尺度集合天氣預(yù)報(bào),為天氣預(yù)報(bào)提供了極端天氣的概率預(yù)報(bào)等新產(chǎn)品。
氣象資料計(jì)算、分析
天氣預(yù)報(bào)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(shí)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(duì)天氣圖上的各種氣象要素進(jìn)行分析,預(yù)報(bào)員就可以了解當(dāng)前天氣系統(tǒng)(臺(tái)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(bào)。現(xiàn)在天氣圖的繪制和分析都由計(jì)算機(jī)來完成。
另一種是數(shù)值預(yù)報(bào)方法,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,數(shù)值預(yù)報(bào)也慢慢浮世,而它的出現(xiàn),使得現(xiàn)在的天氣預(yù)報(bào)是可以靠計(jì)算機(jī)“算出來”的。由于大氣的運(yùn)動(dòng)遵循一些已知的物理定律,根據(jù)這些定律,可以將大氣運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)間里處理大量的氣象數(shù)據(jù),即使最簡(jiǎn)化的大氣方程也必須在超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)算。
天氣預(yù)報(bào)需會(huì)商
無論是天氣學(xué)方法,還是數(shù)值預(yù)報(bào)方法,或者是其他預(yù)報(bào)方法,都存在一定的局限性,這就需要預(yù)報(bào)員對(duì)各種預(yù)報(bào)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(bào)專家們就要進(jìn)行天氣會(huì)商,甚至還與外地、外國(guó)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(bào)意見。預(yù)報(bào)員做出預(yù)報(bào)后,及時(shí)對(duì)外發(fā)布。
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天氣預(yù)報(bào)須遵循以上三個(gè)步驟,才能做出精準(zhǔn)天氣預(yù)測(cè)為人民服務(wù)。而如今精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)離不開數(shù)值預(yù)報(bào),數(shù)值預(yù)報(bào)離不開計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的“計(jì)算”能力,作為具有強(qiáng)大計(jì)算能力和儲(chǔ)存能力的超算中心,國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心一直在提供精準(zhǔn)天氣預(yù)測(cè),為深圳乃至全國(guó)人民服務(wù)!
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