灾害性天气短时临近预报系统

1、.,灾害天气短时临近预报,业务系统,SWAN,2011-4-14,SevereWeatherAutoNowforecasting,.,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,.,

2、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，

3、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

4、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

5、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

6、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,

7、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

8、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，

9、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016

10、小时降水11.zht地面观测0000降水实况6小时闪电11.zht监测lightnning.zht-11,手工闪电累加11lightnning_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

11、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（0.01X0.01）,.,雷达三维拼图（CAPPI）VSPPI（1.6）,.,雷达三维拼图（CAPPI-2km）VSPPI,.,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

12、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（0.01X0.01）,.,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）,.

13、,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

14、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（

15、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

16、、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：,PODFARCSI,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

17、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Office2003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

18、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,

19、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,

20、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,.,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）,

21、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

22、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

23、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,COTREC,STMTITAN,RF,QPF,检验,1小时降水量,基数据二维拼图R、CR、VIL、ET,CAPPI拼图,QPE拼图,MCR、MVIL、METaws,.,SWAN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（

24、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,GIS,.,SWAN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）,M

25、ICAPS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