基于雷达回波跟踪及Google Map技术下的短时临近预报业务系统

提高天气气候预报预测准确率是气象工作的基础和核心”。为此宁夏气象台通过对新一代天气雷达、气象卫星、自动气象站、闪电定位仪等多源资料的实时诊断、定量化分析应用，在Google Map精细地理地形资料基础上，搭建了资源高度共享、信息协调一致的短时临近预报业务系统，整体提升宁夏对突发性、灾害性天气事件的监测预警水平与服务能力。
1. 成果内容简述
该系统采用客户端-服务器编程方式，通过对新一代天气雷达、气象卫星、自动气象站、闪电定位仪等探测资料的实时监测，以新一代天气雷达资料为核心，利用交叉相关追踪方法，实现对强对流天气0-1小时跟踪外推预报。并利用WEB开发方式，开发了基于网站和Google地图下的多源气象资料综合显示平台。主要包括服务器资料实时处理及定量化产品输出模块、网站和客户端多源资料综合显示三部分。
⑴ 交叉相关追踪法（TREC）追踪雷达回波移动
交叉相关追踪法（TREC）是用来追踪雷达回波移动的一种比较成熟的算法。该系统利用银川新一代天气雷达资料，通过径向、方位、仰角的三线性插值方法获得水平方向分辨率为1*1km，垂直方向为1km，垂直方向共十五层的等高平面位置（CAPPI）。针对3000米CAPPI，利用交叉相关追踪法进行了TREC风场反演，获得了15*15km区域的TREC风场。在对TREC风场进行质量控制和客观分析的基础上，利用校准后的TREC风场，对回波开展了平移外推，获得0-60分钟、每六分钟一张的雷达回波外推预报图。
⑵ 服务器资料实时处理及定量化产品输出模块
实时搜索最新的雷达、卫星、闪电定位仪资料，经过分析、计算，获得TREC风场及其基础上的0-60分钟预报回波，计算定量估测降水、组合反射率、CAPPI(3000米)、回波顶高等雷达导出产品，并针对以上产品生成图形文件及雷达回波与TREC风场、雷达回波与闪电定位仪等叠加图形文件，输出到网站。
⑶ 基于Google Map下的多源气象资料综合显示
基于Google Map下的多源气象资料综合显示为客户端显示程序，利用Javascript和Google Map API设计了“宁夏气象资料综合应用平台”框架，利用C#实时生成动态网页。实现了基于WEB，在Google Map下卫星、雷达、自动气象站等资料的叠加显示及反射率、红外1通道云图、红外2通道云图、可见光通道云图的动画显示。
⑷ 系统特点
⑴在宁夏首次开展了基于新一代天气雷达资料的TREC方法研究，获得了雷达回波反演风场；
⑵在宁夏首次开展了基于TREC风场的雷达回波跟踪及外推技术研究，实现了对雷达回波的0-1小时的定量化预报，为短时临近预报提供了定量化预报产品，为提高短时预报准确率，提供了技术支撑；
⑶在宁夏首次开展了基于Google Map下的多源资料综合显示系统开发，实现了雷达回波、卫星云图、闪电定位仪等资料及其导出产品、预报产品在Google Map下的显示、漫游，为短时临近预报提供了强大的地理信息资料，预报人员根据不同的地形条件、人口及工农业分布特征，开展有针对性、有重点的预报服务提供了技术支撑；
⑷构建了基于高分辨率Google Map地理信息、综合程度高的气象资料综合应用平台，并实现了0-1小时雷达回波跟踪预报。对提高强对流性天气的监测和预警预报水平，增强气象灾害防御的应急能力具有重要的意义。
2. 成果类别
该系统是集天气雷达、气象卫星、自动气象站、闪电定位仪等探测资料综合显示，及雷达回波定量化外推预报为一体的突发灾害性天气短时临近预报业务系统。
3. 业务适用范围
该系统适用于省（区）、市、县三级短时临近预报业务部门和各级预报业务管理部门。同时，由于采用WEB开发方式，也适用于各类现场气象保障和应急气象服务。
4. 推广应用预期效果及可操作性
该系统根据短时临近预报业务实际需求开发的，对监控内容、生成产品、网页更新、系统参数设置等都采用外部配置文件控制，使业务系统具有良好的开放性和可移植性。
该系统利用了服务器-客户端开发模式，只要是能够连通宁夏气象局局域网和互联网的用户，均可利用IE浏览器实现对实时多源资料的显示。