灾害性天气短时临近预报系统.ppt

灾害天气短时临近预报业务系统SWAN2011-4-14Severe Weather Auto Nowforecasting系统简介 目标：侧重临近预报（1小时）-线性外推 对象：短历时的强降水 强对流天气系统结构服务器客户端架构系统功能（一）数据处理与产品生成：雷达三维拼图、定量降水估测（QPE）、估测检验；回波移动矢量（COTREC风）、反射率因子预报、定量降水预报（QPF）、风暴追踪、预报与追踪实时检验；各种报警 对流云识别 闪电定位系统功能（二）产品数据（定制式自动）检索可视化显示交互式操作雷达资料垂直剖面预警文本制作SWAN客户端SWAN客户端结构结构=框架（核心程序）+模组SWAN客户端结构功能（一）框架基于micaps3系统：显示控制（可视化）底（地）图管理 图层及数据管理 交互操作 产品生成SWAN客户端结构功能（二）模组独立的功能：实时监听服务器发来的产品消息 产品检索（自动、文件、综合图、菜单）各类产品的显示 预警制作、发布 单部雷达资料显示 会商支持（会商系统）台风多普勒径向速度模拟SWAN客户端运行文件夹 BasicGeoInfo：基本地理信息数据（主要是shp格式）。Image：系统运行需要的一些图标等文件，该目录下的文件无需修改。LOG：记录系统日志目录，每次启动SWAN，将会在该目录建立一个新的文件，记录系统运行的基本情况。该目录下的文件默认保存10天，可以自行设置保存的时间长度。SavePic：默认的图片保存目录。Modual：系统功能模块安装目录，系统主要的功能模块将安装在该目录下，每个模块使用的配置文件、数据文件以及调色板文件等均放在模块自己的目录下。Temp：临时存放报警文件、自定义更新资料文件SWAN客户端功能模块（一）alarmSwan:报警显示模块 amenu：资料菜单检索模块 Aws：自动站资料显示模块 awxProduct1：awx格式云图显示模块 basemap：基本地图模块，包含有该模块使用的地理信息数据 Cloud：扩展的micaps第13类数据显示模块（对流云识别产品显示模块）Cloudgpf：GPF格式云图显示模块 Clsdline：中国地形显示模块 combine:cotrec：综合图检索配置模块Cotrec矢量场显示模块SWAN客户端功能模块（二）DoplerVelSimulation：台风径向速度模拟、显示模块 diamond14：第4类、第14类数据显示模块 discrete：micaps第3类格式数据显示模块 Geolayer：shp格式地理信息数据图层显示模块 high：高空填图显示模块 Ima：传真图/图片显示模块 Lighting：闪电定位数据显示模块 micaps13：micaps第13类数据（低分辨micaps格式云图）显示模块SWAN客户端功能模块（三）Netmonitor：网络消息接收模块 QpeErrorCurve：降水估测检验产品显示模块 radar3dpt：显示模块 realtime：Reliefmap：Sradar：Stm：雷达三维拼图产品等算法产品实况数据显示模块地形数据显示模块单站雷达数据显示模块风暴识别追踪预报显示模块 surface：micaps第一类数据（地面综合填图）显示模块 Swanconfig：短临客户端配置模块SWAN客户端功能模块（四）Textedit：文本编辑功能模块 Titan：Usermap:Verify：Titan风暴产品显示模块用户自定义地图显示模块swift产品检验显示模块以及数据监视窗口显示模块 VerifyQPERain：雷达降水估测与自动（雨量）站实况对比显示模块 WarnPublish：预警制作、发布模块 Weatherbf：会商支持模块 xEarthDistance：地球测距模块 z_help：在线帮助文档模块客户端资料与网络配置SWAN客户端界面客户端系统菜单（一）客户端系统菜单（二）临近预报产品监视窗口 实时监控数据 随时间变化绿色 及时蓝色 7分钟无资料橙色 15分钟无资料红色 30分钟无资料报警信息显示窗口报警列表报警信息雷达特征量属性表位于显示区下方图层管理窗口综合图检索窗口工具箱窗口显示设置窗口图层显示属性设置窗口图组控制及填图控制图层显示属性设置窗口（一）部分属性（非只读属性，只读属性行显示为灰色）可以修改，输入合法值后，该图层的指定属性被修改并立即更新图形显示。主要属性：字符串、浮点数、整数、颜色、布尔型和枚举型数据等六种 前三种可以直接在属性项的输入框中输入字符串 颜色属性可以通过直接输入R、G、B颜色设置，也可以通过操作系统的颜色选择框选择图层显示属性设置窗口（二）主要属性：布尔型数据只可以取两个值之一：true和false，可以通过鼠标双击更改属性，也可以通过下拉框选择 枚举型属性可以在多个值之间选择，可以通过下拉框选择动画设置窗口图例设置窗口客户端系统菜单（三）用户菜单扩展菜单工具栏临近预报产品检验显示窗口状态栏显示客户端的使用底图操作 双击鼠标左键放大，双击鼠标右键缩小 拉窗放大：在窗口某处按住鼠标右键，拖动鼠标到某处，抬起鼠标右键，此时鼠标移动构成的距形范围内的图形将被放大到整个窗口 滚轮放大和缩小地图：使用鼠标滚轮可以放大和缩小地图，滚轮向上缩小地图，每向上滚动一格相当于在该处双击鼠标右键一次，向下滚动滚轮，可以放大地图，每向下滚动一格相当于在该处双击鼠标左键一次 漫游：在窗口某处按住鼠标左键（或中键），拖动鼠标到某处，抬起鼠标左键，此时图形将向鼠标移动的方向漫游图层控制操作说明主要属性快速设置显示或隐藏动画查看删除主要属性快速设置窗口产品检索 自动检索 文件检索 综合图检索 菜单检索产品自动检索设置“菜单”SWAN配置“资料和网络配置”更新“菜单”SWAN配置“资料和网络配置”网络综合图检索 创建综合图 设置产品的“根目录路径”“菜单”SWAN配置“资料和网络配置”网络 按模板创建（InitCombine）.cmb综合图检索（二）菜单检索 快捷的综合图检索 建立菜单名与对应综合图文件的对应关系 amenumicapsdatamenu.txt 格式：基本目录 模块安装目录 监测 0 1 6小时降水 1 1.zht地面观测0000降水实况6小时 闪电 1 1.zht监测lightnning.zht -1 1手工闪电累加 1 1 lightnning_win.exe产品显示与设置实况数据（一）实况数据（自动站观测数据）包括：雨量数据（包括1小时雨量、3小时雨量、6小时雨量、12小时雨量）温度数据（包括1小时最高气温、小时最低温度、当日最高气温、当日最低温度、高温连续日数、24小时低温降幅、48小时低温降幅）大风数据（包括最大平均风、极大风、十七米/秒开始时间、十七米/秒结束时间）-24小时内（20-20h）高温-24小时内（20-20h）寒潮-24小时内（20-20h）实况数据（二）人工观测数据：雷暴、冰雹和龙卷-24小时内（20-20h）电线积冰-24小时内（20-20h）大雾-24小时内（20-20h）沙尘暴-24小时内（20-20h）积雪-24小时内（20-20h）实况数据显示雷达三维拼图（CAPPI）状态栏中会提示鼠标位置反射率值（单位DBZ）水平方向为等经纬度格点（）雷达三维拼图（CAPPI）VS PPI（1.6）雷达三维拼图（CAPPI-2km）VS PPI低层CAPPI的局限性判断对流系统的强弱（一）变换高度判断对流系统的强弱（二）制作垂直剖面组合反射率（拼图）显示状态栏中会提示鼠标位置组合反射率值（单位DBZ）垂直液态含水量（拼图）显示状态栏中会提示鼠标位置垂直液态含水量值（单位kg/m2）回波顶高（拼图）显示状态栏中会提示鼠标位置回波顶高度值（单位）降水估测显示过去1小时内基于雷达拼图产品的降水估测，状态栏中会提示鼠标位置降水估测值（单位mm）雷达二维拼图（2DPPI-1.5）水平方向为等经纬度格点（）VS三维拼图-3km二维组合反射率因子拼图VS 三维组合反射率因子差异二维垂直累计液态水含量（2DVIL)VS三维垂直累计液态水含量差异二维回波顶高（2DET）VS 三维回波顶高拼图短时降水预报未来1小时的累计降水预报，状态栏中会提示鼠标位置降水预报值（单位mm）风暴移动路径预报（STM）红色方块表示风暴过去1小时每隔6分钟的位置；红色十字表示风暴未来1小时每隔6分钟的位置；红色圈圈表示风暴当前的位置和风暴的大小直径；红色连线表示风暴的轨迹。风暴移动路径预报（TITAN）显示TITAN产品显示 蓝色边界线为风暴过去的边界 黄色边界线为风暴当前边界，黄色点和点之间的连线为过去风暴质心的移动轨迹，包括过去1小时每隔6分钟的风暴质心位置 红色边界线为预报第30分钟风暴的边界 绿色边界线为预报第60分钟风暴的边界 红色点的连线为未来1小时内每隔10分钟的风暴的质心位置COTREC矢量场显示以风羽表示，状态栏中会提示鼠标位置风向风速（单位m/s）反射率预报显示每隔6分钟有一个预报产品；状态栏中会提示鼠标位置反射率值（单位DBZ）6分钟36分钟对流云识别产品显示闪电定位产品显示SWAN客户端报警显示 报警符号分别表示：龙卷寒潮雾大风冰雹高温雷达特征量雷达报警强阵雨、暴雨积冰沙尘暴积雪强阵雨报警显示符号（闪烁）+雨量(mm)暴雨报警显示符号（闪烁）+雨量（累计时间长度）冰雹报警显示符号（闪烁）+冰雹直径(mm)+出现时间龙卷报警显示符号（闪烁）+类型与方位（代码）+出现时间大雾报警显示符号（闪烁）+能见度+时间大风报警显示 风羽（闪烁）+时间高温报警显示符号（闪烁）+数值沙尘暴报警显示符号（闪烁）+能见度+观测时间积雪报警显示 符号（闪烁）+积雪深度（单位：cm）积冰报警显示符号（闪烁）+积冰直径（单位：mm）寒潮报警显示符号（闪烁）+温度值+降温幅度风暴报警显示红色报警区域风暴特征量显示字符为风暴编号，箭头大小表示移速、箭头方向表示移向。状态栏和雷达特征量表中有详细的风暴信息。风暴特征量显示（二）风暴观测时间、ID号、地点（乡镇、县市）、方位、距离、经度、纬度、移动速度、移动方位、顶高、风暴VIL、最大反射率；中气旋底高、顶高、高度、中心高度、切向直径、径向直径、切变值、风暴类型等冰雹算法产品报警（实验性）符号（闪烁）+直径（单位：mm）龙卷算法产品报警（实验性）符号（闪烁）+可能移动路径范围下击暴流算法产品报警（实验性）区域（闪烁）产品检验 检验产品包括：反射率预报检验 1小时降水预报检验 STM检验 降水估测检验 降水估测雨量站对比反射率和降水预报产品检验结果显示 反射率和降水预报检验有5个指标：POD FAR CSI BIAS RMSE 按照数据值进行分级，不同级别以不同颜色表示反射率和降水预报产品检验结果显示STM产品检验结果显示 STM检验包括：风暴个数 XAM（X方向平均绝对误差）YAM（Y方向平均绝对误差）XME（X方向距离误差）YME（Y方向距离误差）QPE产品检验结果显示QPE产品与站点实况对比检验结果显示预警文字制作发布平台 功能 灾害性天气预警信号文档制作 常规短临文档制作 发布文档到相应的“地方”平台运行设置 文档格式：doc，html，txt 预装软件：微软Office 2003或者2007预警文本编辑对话窗简易方式：快速选择基本信息内容详细方式：选择全部的模板对应的内容启动预警信号制作灾害性天气落区的界定 在详细的“编辑对话窗”中选定 在主显示区中划定落区绘制工具箱灾害性天气预警文档预览与发布 点击“发布对象”按钮，在word里面预览内容并且作最终修改保存 点击“发布”按钮，将文档发送到指定目录预警产品样式常规天气短临预报制作窗口启动常规短临预报制作常规天气短临预报产品样式发布设置 设置预警形式-发布、变更、取消 传送方式 本地路径 FTP方式 设置内容布局格式模板数据设置 选定默认的预警针对发布城市与发布单位 选定发布城市地区的地理信息。需要制作本地的XML文件 选定预警、常规短临的内容模板预警信号的模板文件 地理信息模板：dis.xml 提供地理位置的名称和边界的多边形点 预警信息模板:warning.xml 提供不同预警信号的预警标准 与预警符号，观测事实，防御指南 中文预警模板:warning-content.xml 提供预警语句组织结构，即模板选项功能 语句内容模板：warning-dict.xml 提供预警语句中的关键词（组）的下拉框内容-词库内容设置设置人员及单位设置发布预报员设置签发首席设置发布单位设置针对城市设置常规短临预报的内容常规天气短临预报内容设置 SVN-Nowcasting.ini模板原理 使用特定的ms-office书签来代表图片 使用ms-office变量来表示变化内容 在相应的位置放至变量或者书签来定位文档结构 制作时用内容选择对话框中的内容代替模板中的变量可用的图片变量 warnIcon：表示预警信号的图标 warnReg：表示从主窗口中截取的图片内容，一般为落区图 图片变量需要以书签方式插入变量内容文档显示结果$title$地区+类型+级别北京市暴雨蓝色预警信号$title_area$预警地区北京市$title_type$预警类型暴雨$title_leave$预警级别蓝色预警信号$relId$编号1$startTime$预警发布时间2010年01月01日00时00分$endTime$预警结束时间2010年01月01日00时00分$unit$发布单位北京市气象台$obs$观测事实$standard$预警标准$content$预警内容预计未来12小时天气$ENcontent$英文预警内容It is expected in next 12 hours。$affReg$影响区域$guide$防御指南$forecaster$预报员$issue$签发可用的文本变量一个典型的模板演示单站雷达资料显示单独启动完全与micaps3的相对应功能操作一样台风径向速度模拟设置 台风风场模拟的资料路径设置 雷达站基本信息 雷达产品路径 台风报文路径 雷达地图路径台风中心定位（一）启动径向速度模拟功能模块，弹出模拟显示窗口台风中心定位（二）选择台风数据台风中心定位（三）选择雷达径向速度资料台风中心定位（四）建立模拟风场的基本参数，选定参数后，点击完成更新参数台风中心定位（五）尝试路径定位 在左侧速度场上点击位置 右侧模拟风速图出现变化，尽量使其接近左侧的真实情况 以此来推测台风移动的可能方向SWAN服务器服务器结构-框架+模组服务器功能（一）框架：模组/模块控制，即按照触发条件，启动相应的模组运行 记录服务器运行信息；记录模块运行信息 发送产品消息 产品空间维护 框架、模组/模块的配置、维护 模组：产品数据处理模块（算法）的组合，每个模块对应一个可执行程序，形成相应产品服务器功能（二）模组（7组、共19个模块）：基于实况观测资料报警生成 基于雷达PUP产品的报警生成 三维拼图 基于三维拼图的产品生成（包括报警产品）产品检验 其它产品 产品空间维护模组运行方式 模组（线程）拼图和降水估测（默认1分钟启动一次）SWIFT外推算法（拼图有结果时启动）系统清理（默认15分钟启动一次）闪电资料转换（默认5分钟启动一次）雷达其他算法（TITAN，回波报警，冰雹探测等）（拼图有结果时启动）对流云识别（默认15分钟启动一次）实时报警（默认1分钟启动一次）优势：各线程独立，功能不互相干扰框架界面SwanServerprogrampemcre.exe服务器配置SWAN服务器运行文件夹 Conf：服务器框架及各算法处理模块配置参数 Doc：各模块配置说明（主要是html格式）Log：服务器框架、模块运行状态信息日志 Procpe：各算法处理模块 Programpe：服务器框架运行程序、产品打包程序SWAN服务器数据流程SWAN服务器数据流（一）组网雷达CAPPI拼图QPE拼图及检验COTRECSTMTITANRFQPF检验1小时降水量基数据二维拼图R、CR、VIL、ETCAPPI拼图QPE拼图MCR、MVIL、METawsSWAN服务器数据流（二）报警PLOT/SPECIAL/ws报）aws实况CAPPI拼图雷达报警站点文件SWAN服务器数据流程（三）各雷达站PUP产品GPF云图闪电定位原始数据雷达特征量对流云闪电定位GISSWAN服务器运行方式 实时运行：系统从资料源目录中只读取最新的资料进行各产品的算法处理、消息发布；等待新资料 历史资料回放：系统从资料源目录中依次读取每个资料、进行各产品的算法处理、消息发布。历史资料回放SWAN服务器所用原始数据（一）雷达基数据（Z文件名，采用bz2压缩）常用雷达PUP产品数据（敏视达PUP目录树）国家级、区域级地面自动气象站数据（Z文件名）MICAPS格式地面观测（综合填图、特殊天气报）危险天气报（wsci报）SWAN服务器所用原始数据（二）MICAPS格式一小时降水资料（第3类，整点与非整点）MICAPS格式高空观测（tlogp）GPF格式云图资料 闪电定位资料等SWAN产品 实况数据（温度、雨量）雷达拼图产品（mR-CAPPI、mCR、mET、mVIL等；QPE）（三维、二维）预报产品（COTREC、反射率因子预报、QPF、风暴追踪STM；TITAN；）算法检验产品（QPE、QPF、反射率因子预报、STM）SWAN产品（二）报警数据（灾害性天气报警、风暴报警、风暴特征量）对流云位置及范围 闪电的位置及强度实况数据（一）实况数据（自动站观测数据）包括：雨量数据（包括1小时雨量、3小时雨量、6小时雨量、12小时雨量）温度数据（包括1小时最高气温、小时最低温度、当日最高气温、当日最低温度、高温连续日数、24小时低温降幅、48小时低温降幅）大风数据（包括平均最大风、极大风、十七米/秒开始时间、十七米/秒结束时间）-24小时内（20-20h）高温-24小时内（20-20h）寒潮-24小时内（20-20h）实况数据（二）人工观测数据：雷暴、冰雹和龙卷-24小时内（20-20h）电线积冰-24小时内（20-20h）大雾-24小时内（20-20h）沙尘暴-24小时内（20-20h）积雪-24小时内（20-20h）实况报警（自动、人工观测）强阵雨暴雨大风冰雹（雷暴、或冰雹发生的时间）龙卷（发生的时间）实况报警（自动、人工观测）（二）高温寒潮电线积冰大雾沙尘暴积雪其它产品 闪电定位-24小时内（20-20h）或每小时 对流云 依GPF格式云图生成的时间频率雷达特征量数据 风暴观测时间、ID号、地点（乡镇、县市）、方位、距离、经度、纬度、移动速度、移动方位、顶高、风暴VIL、最大反射率；中气旋底高、顶高、高度、中心高度、切向直径、径向直径、切变值、风暴类型等主要产品的对应目录（一）拼图及降水估测 三维拼图：ncradTDMOSAIC 组合反射率拼图：ncradTDPRODUCTMCR 回波顶高拼图：ncradTDPRODUCTMTOP VIL拼图：ncradTDPRODUCTMVIL 一小时（整点）降水估测：ncradTDPRODUCTQPE 降水估测检验：ncradTDPRODUCTEQPE 降水雨量站对比：ncradTDPRODUCTRQPE主要产品的对应目录（二）Swift产品 TREC风场：gdcotrecwind 反射率预报：gdREF_FST 风暴追踪：gdSTMTRA 一小时降水预报：gdqpf 反射率预报检验：gdREF_FST_VERIFY 风暴追踪检验：gdSTM_VERIFY 降水预报检验：gdQPF_VERIFY主要产品的对应目录（三）实况及报警 温度：swantemp 雨量：swanrain 大风：swanwind 能见度：swanfogsandstorm 积冰积雪：swanicesnow 雷暴龙卷冰雹：swantvshail 雷达冰雹概率：swanhail（试验产品）雷达回波报警：swanradwarning 雷达产品特征量（风暴）：swanradforecast主要产品的对应目录（四）TITAN titan 对流云识别 sateconvection 闪电资料 JLlightning 下击暴流识别（试验产品）SHDownburstGrid