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[摘 要]介绍宁陕县气象局如何利用自动站实时气象数据进行单站天气预报系统平台的设计和具体方法
[关键词]自动站 预报指标 县站预报 灾害性天气 预警
中图分类号：P45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0081-01
随着县域经济持续、快速、健康的发展，人民生活水平的提高。人们对自己的生活环境及天气变化越来越关心，对天气预报的准确性也提出了更高的要求。而县站的天气预报制作，主要是以上级（省、市）台的指导预报产品为基础，利用MICAPS预报操作平台中所获取的资料信息、和本地压、温、湿等气象要素的变化实况资料信息，借助本地几十年新老预报员所积累下来的单站预报指标和方法，对上级台的指导产品进行补充订正，再结合本地地形及天气气候特点和专业服务的需要，开展面向用户的解释预报应用。自动站正式投入业务运行后，台站获取的大气数据更加丰富，连续性、实时性更强。如何利用自动站丰富的气象资料来提高县站预报准确率，本系统从实用的角度进行了设计。
1 系统设计思想
对于县级订正预报来说，最难点和重点是暴雨、强降水、大风等突发性、局地性灾害性天气，而目前上级台对县级局地性、突发性灾害性天气的准确预报的指导能力还非常有限（特别是山区）。县站统计天气预报系统的设计就是基于自动站的实时气象要素资料和几十年新老预报员所积累下来的单站预报指标和方法，利用计算机软件技术和网络技术，编制开发出的一个适合于县域气象服务的县站统计天气预报系统。该系统可根据单站要素的异常反映套用单站预报指标和方法及时对暴雨、强降水等突发性、局地性灾害性天气自动作出预警显示，县站预报员可根据此结果结合云图、雷达资料、天气图等及上级的指导预报作出更为准确的预报结果，并制作出相关气象服务产品，及时快速地分发到用户手中，提高我们县级预报值班员对灾害性天气发生的快速反应能力及天气预报准确率。
2 系统体系结构
系统软件开发语言采用VB6，数据库为ACCESS数据库文件。系统利用网络共享技术可自动从自动站主机中获取自动站实时数据并存入资料库中，也可手工录入或导入数据。系统通过计算各种单站预报指标并与已经过效果检验的气象要素条件进行对比，对本站日常天气变化趋势做出提示并对重要性、灾害性天气进行预警显示。
系统采用先进的组件技术进行模块化开发，可为县站开展专业气象服务提供决策分析资料。系统流程图：
3 系统功能设计
3.1 资料库管理
资料库存储主要的常规气象要素（压、温、湿、风等）值及计算的各种预报因子。目前主要选用原预表-1中各预报因子，如下：
ΔP6：当天气压日变化值，取14时与08时的本站气压差。
ΔP24：当天气压日际变化值，取当天14时与前一天14时的本站气压差。
ΔP24（2）：气压日际变化值的二级变量，取当天ΔP24与前一天ΔP24的差值。
ΔT6：当天气温日变化值，取14时与08时的本站气温差。
ΔT24：当天气温日际变化值，取当天14时与前一天14时的本站气温差。
ΔE6：当天水汽压日变化值，取14时与08时的本站水汽压差。
ΔE24：当天水汽压日际变化值，取当天14时与前一天14时的本站水汽压差。
E-T：潮湿不稳定能量值，取当天14时水汽压与当天14时的气温差。
[P-（E-T）]：气压与空气饱和度的综合变量。
[P-（E-T）]24：气压与空气饱和度的日变化值，取当天14时P-（E-T）与前一天
P-（E-T）的差值。
3.1.1 资料采集整理。对自动站实时数据，系统通过网络共享技术进行自动采集；对历史数据，系统通过导入D文件、A文件等地面月数据文件的方式输入，可为寻找新预报指标及分析检验提供完整资料；系统还提供人机交互的录入、修改等数据编辑界面。
3.1.2 资料检索查询、显示、打印。提供对常规气象要素的日、月、年统计查询功能，并提供压、温、湿、降水等的日、月、年变化图形显示；各预报因子及体感温度、不适指数等城市环境气象指数的计算显示功能。
3.2 规则库管理
规则库中存储各种单站预报指标，用逻辑表达式进行保存，如宁陕县气象站通过新老预报员研究、整理并检验过的宁陕县七月份暴雨预报指标（部分）：
3.2.1 降压、降温型：
起报指标：ΔP24 <= 0 并且 ΔP24（2）<= 0 并且 ΔT24 <= 0 ，
消空指标：T14大于等于30度，同时P-（E-T）大于977.5、小于963.5，
符合以上条件，则未来24小时本地降水量将大于50毫米，此指标拟合预报准确率为82%（1960-2014）年间共出现符合条件个例45次，出现暴雨37次）
3.2.2 湿度低谷型：
讯号：E-T <= -10.0 并且[P-（E-T）] > 980.0 ；
起报指标：讯号出现后的10天内，若有 当天ΔP24 <= 0 并且[P-（E-T）] <=972.0 ，消空指标：讯号日在6月14日以后，则未来24小时本地有暴雨，此指标拟合预报准确率为83%（1960-2014）年间共出现符合条件个例41次，出现暴雨34次）
3.2.3 预报指标录入整理，预报指标以常规气象要素及各预报因子的逻辑表达式进行存储，预报员可录入已经过整理检验的各种天气预报指标。
3.2.4 指标检验分析，此功能可使预报员寻找新的预报指标更为简便、快捷。
3.3 统计预报计算分析及输出
系统通过对单站气象要素和预报因子与规则库中各种预报指标进行拟合对比分析，实时显示输出本站日常天气变化趋势，当有符合预报指标的各类重要性、灾害性天气出现时，及时进行预警显示。系统可利用自动站的实时数据进行全天候不间断地自动监测重要性、灾害性天气的出现，提高预报员对重要性、灾害性天气的快速反应能力及预报准确率。
[关键词]自动站 预报指标 县站预报 灾害性天气 预警
中图分类号：P45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0081-01
随着县域经济持续、快速、健康的发展，人民生活水平的提高。人们对自己的生活环境及天气变化越来越关心，对天气预报的准确性也提出了更高的要求。而县站的天气预报制作，主要是以上级（省、市）台的指导预报产品为基础，利用MICAPS预报操作平台中所获取的资料信息、和本地压、温、湿等气象要素的变化实况资料信息，借助本地几十年新老预报员所积累下来的单站预报指标和方法，对上级台的指导产品进行补充订正，再结合本地地形及天气气候特点和专业服务的需要，开展面向用户的解释预报应用。自动站正式投入业务运行后，台站获取的大气数据更加丰富，连续性、实时性更强。如何利用自动站丰富的气象资料来提高县站预报准确率，本系统从实用的角度进行了设计。
1 系统设计思想
对于县级订正预报来说，最难点和重点是暴雨、强降水、大风等突发性、局地性灾害性天气，而目前上级台对县级局地性、突发性灾害性天气的准确预报的指导能力还非常有限（特别是山区）。县站统计天气预报系统的设计就是基于自动站的实时气象要素资料和几十年新老预报员所积累下来的单站预报指标和方法，利用计算机软件技术和网络技术，编制开发出的一个适合于县域气象服务的县站统计天气预报系统。该系统可根据单站要素的异常反映套用单站预报指标和方法及时对暴雨、强降水等突发性、局地性灾害性天气自动作出预警显示，县站预报员可根据此结果结合云图、雷达资料、天气图等及上级的指导预报作出更为准确的预报结果，并制作出相关气象服务产品，及时快速地分发到用户手中，提高我们县级预报值班员对灾害性天气发生的快速反应能力及天气预报准确率。
2 系统体系结构
系统软件开发语言采用VB6，数据库为ACCESS数据库文件。系统利用网络共享技术可自动从自动站主机中获取自动站实时数据并存入资料库中，也可手工录入或导入数据。系统通过计算各种单站预报指标并与已经过效果检验的气象要素条件进行对比，对本站日常天气变化趋势做出提示并对重要性、灾害性天气进行预警显示。
系统采用先进的组件技术进行模块化开发，可为县站开展专业气象服务提供决策分析资料。系统流程图：
3 系统功能设计
3.1 资料库管理
资料库存储主要的常规气象要素（压、温、湿、风等）值及计算的各种预报因子。目前主要选用原预表-1中各预报因子，如下：
ΔP6：当天气压日变化值，取14时与08时的本站气压差。
ΔP24：当天气压日际变化值，取当天14时与前一天14时的本站气压差。
ΔP24（2）：气压日际变化值的二级变量，取当天ΔP24与前一天ΔP24的差值。
ΔT6：当天气温日变化值，取14时与08时的本站气温差。
ΔT24：当天气温日际变化值，取当天14时与前一天14时的本站气温差。
ΔE6：当天水汽压日变化值，取14时与08时的本站水汽压差。
ΔE24：当天水汽压日际变化值，取当天14时与前一天14时的本站水汽压差。
E-T：潮湿不稳定能量值，取当天14时水汽压与当天14时的气温差。
[P-（E-T）]：气压与空气饱和度的综合变量。
[P-（E-T）]24：气压与空气饱和度的日变化值，取当天14时P-（E-T）与前一天
P-（E-T）的差值。
3.1.1 资料采集整理。对自动站实时数据，系统通过网络共享技术进行自动采集；对历史数据，系统通过导入D文件、A文件等地面月数据文件的方式输入，可为寻找新预报指标及分析检验提供完整资料；系统还提供人机交互的录入、修改等数据编辑界面。
3.1.2 资料检索查询、显示、打印。提供对常规气象要素的日、月、年统计查询功能，并提供压、温、湿、降水等的日、月、年变化图形显示；各预报因子及体感温度、不适指数等城市环境气象指数的计算显示功能。
3.2 规则库管理
规则库中存储各种单站预报指标，用逻辑表达式进行保存，如宁陕县气象站通过新老预报员研究、整理并检验过的宁陕县七月份暴雨预报指标（部分）：
3.2.1 降压、降温型：
起报指标：ΔP24 <= 0 并且 ΔP24（2）<= 0 并且 ΔT24 <= 0 ，
消空指标：T14大于等于30度，同时P-（E-T）大于977.5、小于963.5，
符合以上条件，则未来24小时本地降水量将大于50毫米，此指标拟合预报准确率为82%（1960-2014）年间共出现符合条件个例45次，出现暴雨37次）
3.2.2 湿度低谷型：
讯号：E-T <= -10.0 并且[P-（E-T）] > 980.0 ；
起报指标：讯号出现后的10天内，若有 当天ΔP24 <= 0 并且[P-（E-T）] <=972.0 ，消空指标：讯号日在6月14日以后，则未来24小时本地有暴雨，此指标拟合预报准确率为83%（1960-2014）年间共出现符合条件个例41次，出现暴雨34次）
3.2.3 预报指标录入整理，预报指标以常规气象要素及各预报因子的逻辑表达式进行存储，预报员可录入已经过整理检验的各种天气预报指标。
3.2.4 指标检验分析，此功能可使预报员寻找新的预报指标更为简便、快捷。
3.3 统计预报计算分析及输出
系统通过对单站气象要素和预报因子与规则库中各种预报指标进行拟合对比分析，实时显示输出本站日常天气变化趋势，当有符合预报指标的各类重要性、灾害性天气出现时，及时进行预警显示。系统可利用自动站的实时数据进行全天候不间断地自动监测重要性、灾害性天气的出现，提高预报员对重要性、灾害性天气的快速反应能力及预报准确率。