天氣預(yù)報(bào)能讓我們更好的為明天的行動(dòng)做好準(zhǔn)備，通過(guò)這些能讓我們更充足的利用好時(shí)間等等，可是對(duì)于預(yù)報(bào)的應(yīng)用技術(shù)可能大家都不是很清楚。在這里小編做了以下闡述。文章發(fā)表在：《氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)》,《氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)》ournal of Meteorology and Environment(雙月刊)曾用刊名：遼寧氣象，創(chuàng)刊于1984年，主要報(bào)道氣象、大氣環(huán)境與生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面的創(chuàng)新性研究成果以及有新觀點(diǎn)的綜述性文章等，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，繁榮我國(guó)氣象與環(huán)境科學(xué)事業(yè)。堅(jiān)持為社會(huì)主義服務(wù)的方向，堅(jiān)持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導(dǎo)，貫徹“百花齊放、百家爭(zhēng)鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅(jiān)持實(shí)事求是、理論與實(shí)際相結(jié)合的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)，傳播先進(jìn)的科學(xué)文化知識(shí)，弘揚(yáng)民族優(yōu)秀科學(xué)文化，促進(jìn)國(guó)際科學(xué)文化交流，探索防災(zāi)科技教育、教學(xué)及管理諸方面的規(guī)律，活躍教學(xué)與科研的學(xué)術(shù)風(fēng)氣，為教學(xué)與科研服務(wù)。

　　摘要：網(wǎng)絡(luò)通訊保障子系統(tǒng)此系統(tǒng)保障指數(shù)預(yù)報(bào)所需實(shí)況要素和預(yù)報(bào)要素資料從網(wǎng)絡(luò)中獲取,實(shí)現(xiàn)了資料共享、指數(shù)計(jì)算可同步運(yùn)行的功能。每個(gè)子系統(tǒng)間既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián),信息資料處理系統(tǒng)將氣象要素預(yù)報(bào)和實(shí)況資料處理后,進(jìn)入指數(shù)計(jì)算與預(yù)報(bào)系統(tǒng),預(yù)報(bào)結(jié)果通過(guò)輸出、分級(jí)和防范系統(tǒng)生成最終結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)將3個(gè)子系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。

　　關(guān)鍵詞：環(huán)境預(yù)報(bào),管理制度,環(huán)境論文

　　1 引言

　　隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大及生活水平的提高,人們?cè)谧非笪镔|(zhì)生活高質(zhì)量的同時(shí),越來(lái)越關(guān)注周?chē)纳姝h(huán)境和環(huán)境給人們的生產(chǎn)和生活造成的影響,為跟上時(shí)代的發(fā)展,滿足公眾和生產(chǎn)部門(mén)的需求,環(huán)境氣象學(xué)作為一門(mén)新興的邊緣學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生,在全國(guó)各地蓬勃發(fā)展。其中,北京氣象局建立了《城市環(huán)境氣象事業(yè)示范項(xiàng)目》;江蘇省研制了《環(huán)境氣象指數(shù)系列及其業(yè)務(wù)系統(tǒng)》,建立了70多種環(huán)境氣象指數(shù);湖北省研制的具備文字動(dòng)畫(huà)顯示功能的《城市環(huán)境氣象服務(wù)系統(tǒng)》已在全省推廣應(yīng)用。環(huán)境氣象學(xué)所涉及的內(nèi)容非常廣泛,其中有關(guān)于大氣邊界層的空氣質(zhì)量和大氣污染擴(kuò)散規(guī)律的問(wèn)題,涉及到化學(xué)方面的紫外線輻射等問(wèn)題,還有涉及到醫(yī)學(xué)方面的氣象與疾病以及工程氣象等等。總之,環(huán)境氣象學(xué)涉及到氣象學(xué)、氣候?qū)W、大氣物理、大氣化學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、流行病學(xué)等諸多領(lǐng)域。環(huán)境指數(shù)是評(píng)價(jià)人類生存或各種活動(dòng)的指標(biāo),從事不同的活動(dòng)其環(huán)境氣象指數(shù)是不同的,我們根據(jù)內(nèi)蒙古地區(qū)的地理氣候特點(diǎn),找出環(huán)境指數(shù)對(duì)氣象要素和非氣象要素的依賴關(guān)系,研制建立了五大類30多種環(huán)境指數(shù)。這些預(yù)報(bào)指數(shù)的研制不僅可以滿足人們的生產(chǎn)和生活需求,同時(shí)也為擴(kuò)大氣象服務(wù)領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。

　　2 系統(tǒng)概述

　　系統(tǒng)用VB6.0語(yǔ)言編程,在Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行。采用從資料收集、指數(shù)計(jì)算到結(jié)果生成的準(zhǔn)自動(dòng)化與人機(jī)交互相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)了30多種指數(shù)一次性計(jì)算生成和單個(gè)氣象指數(shù)獨(dú)立運(yùn)行并可在人機(jī)交互的平臺(tái)上進(jìn)行必要的修正。這樣既符合氣象現(xiàn)代化和自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì),又使預(yù)報(bào)人員能夠充分利用預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)分綜合指數(shù)預(yù)報(bào)系統(tǒng)和獨(dú)立預(yù)報(bào)系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。綜合指數(shù)預(yù)報(bào)系統(tǒng)建立了五大類30多種指數(shù),分別是生存環(huán)境指數(shù)類:空氣污染潛勢(shì)預(yù)報(bào)指數(shù)、紫外線輻射強(qiáng)度指數(shù);生活指數(shù)類:晨練指數(shù)、釣魚(yú)指數(shù)、旅游指數(shù)、晾曬指數(shù)、穿衣指數(shù);醫(yī)療氣象指數(shù)類:體感溫度、人體舒適度、風(fēng)寒指數(shù)、感冒指數(shù)、中暑指數(shù)、上(下)呼吸道傳染指數(shù)、腦血管、心血管等;防治自然災(zāi)害指數(shù):城市火險(xiǎn)等級(jí)指數(shù)、混凝土凍害等級(jí)指數(shù);公用事業(yè)氣象指數(shù)類:商場(chǎng)客流量、空調(diào)銷售指數(shù)等。綜合指數(shù)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)分資料采集模塊、指數(shù)計(jì)算模塊和結(jié)果顯示模塊三部分。資料采集模塊主要收集的資料有T213預(yù)報(bào)場(chǎng)資料、MICAPS第一類數(shù)據(jù)、地面要素預(yù)報(bào)資料等;指數(shù)計(jì)算模塊包括所有指數(shù)的具體運(yùn)算方法,該部分為系統(tǒng)的核心模塊;結(jié)果顯示模塊可將運(yùn)算結(jié)果分不同的預(yù)報(bào)時(shí)段顯示出來(lái),同時(shí)也可以對(duì)預(yù)報(bào)文本進(jìn)行編輯。獨(dú)立預(yù)報(bào)子系統(tǒng)包括風(fēng)沙指數(shù)預(yù)報(bào)、人體感覺(jué)溫度、穿衣指數(shù)預(yù)報(bào)、紫外線強(qiáng)度預(yù)報(bào)、人體舒適度預(yù)報(bào)、醫(yī)療氣象預(yù)報(bào)、花粉濃度預(yù)報(bào)、啤酒指數(shù)預(yù)報(bào)、混凝土凍害預(yù)報(bào)共九項(xiàng)。這部分從資料采集、參數(shù)錄入到模式計(jì)算和結(jié)果輸出,每項(xiàng)指數(shù)預(yù)報(bào)可獨(dú)立運(yùn)行,它解決了部分資料需人工錄入的問(wèn)題。

　　3 指數(shù)計(jì)算技術(shù)原理和方法

　　3.1 技術(shù)原理

　　根據(jù)城市環(huán)境氣象指數(shù)對(duì)氣象因子和非氣象因子的敏感程度和依從關(guān)系,利用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論建立預(yù)報(bào)量(環(huán)境氣象指數(shù))與預(yù)報(bào)因子(氣象因子和非氣象因子)之間的線性和非線性函數(shù)關(guān)系模型:I(紫外線指數(shù))=f(200hPa溫度x1,400hPa溫度x2,500hPa溫度x3,700hPa溫度x4,850hPa溫度x5, 200hPa位勢(shì)高度x6, 850hPa露點(diǎn)溫度x7,500hPa露點(diǎn)溫度x8,實(shí)況資料x(chóng)9)I(穿衣指數(shù))=f(預(yù)報(bào)環(huán)境溫度x1,預(yù)報(bào)環(huán)境風(fēng)速x2)I(寒冷指數(shù))=f(體溫與環(huán)境氣溫之差x1,日平均風(fēng)速x2)I(釣魚(yú)指數(shù))=f(天空狀況x1,日平均風(fēng)速x2,日平均氣壓x3,日平均氣溫x4)I(晨練指數(shù))=f(天氣x1,最低溫度x2,空氣質(zhì)量x3)I(冷飲銷售指數(shù))=f(最高氣溫x)I(旅游指數(shù))=f(天氣x1,最高氣溫x2,風(fēng)力x3,景點(diǎn)特色x4)I(晾曬指數(shù))=f(最高氣溫x1,日平均相對(duì)濕度x2,日平均風(fēng)速x3,天氣x4,季節(jié)x5)I(中暑指數(shù))=f(前兩日平均最低氣溫x1,連續(xù)大于35℃的累積溫度x2)I(感冒指數(shù))=f(最低氣溫日變化x1,溫度日較差x2,相對(duì)濕度x3,氣壓x4)I(混凝土施工凍害指數(shù))=f(日平均氣溫x1,最低氣溫x2,平均風(fēng)力x3)I(路況指數(shù))=f(天氣x1,積雪x2,最大風(fēng)速x3)I(火險(xiǎn)等級(jí)指數(shù))=f(氣溫x1,相對(duì)濕度x2,日平均風(fēng)速x3,降水x4)I(花粉濃度)=f(天空狀況x1,降水x2,相對(duì)濕度x3,日平均風(fēng)速x4)

　　3.2 方法

　　3.2.1 逐步回歸法

　　從可能影響環(huán)境指數(shù)中的多種因素中挑選出相關(guān)好的作為預(yù)報(bào)因子,用多元線性回歸方法建立回歸方程。如晴空時(shí)紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)模型是將紫外線輻射強(qiáng)度分成5個(gè)等級(jí)作為預(yù)報(bào)量,把T213數(shù)值預(yù)報(bào)模式提供的850、700、500、400、300、200 hPa各層的高度、溫度、露點(diǎn)溫度(Z′,T′,Td′)作為預(yù)報(bào)因子,通過(guò)逐步回歸法,篩選出7個(gè)預(yù)報(bào)因子,并建立了多元線性回歸模型:UVR=-6.447+7.29sinho+0.337×T′d500+0.078×T′200+0.001×Z′200×10...+0.237×T′d850-0.045×T′200+0.083×T′500-0.050×T′400其中:T′200= 7. 057 + 1. 17×T200,T200是200hPa溫度;T′400=0.082+1.009×T400,T400是400hPa溫度;T′500=-1.207+0.975T500,T500是500hPa溫度;T′700=-0.405+1.004×T700,T700是700 hPa溫度;Z′200= - 828. 568 + 1. 066×Z200,Z200是200hPa位勢(shì)高度;T′d850=4.71+0.552×Td850,Td850是850hPa露點(diǎn)溫度;T′d500=4.424+0.532×Td500,Td500是500hPa露點(diǎn)溫度;ho是太陽(yáng)高度角當(dāng):UVR<2為最弱, 2

　　3.2.2 因子加權(quán)法

　　有些預(yù)報(bào)量是定性的,且預(yù)報(bào)因子不僅與氣象要素還與當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)、地理?xiàng)l件和狀況有關(guān),需根據(jù)不同的因子對(duì)預(yù)報(bào)量的影響程度賦予不同的權(quán)重得出無(wú)量綱的分值,將分值的和作為預(yù)報(bào)量(預(yù)報(bào)指數(shù))。如旅游氣象指數(shù)預(yù)報(bào),采用因子加權(quán)法,由于旅游的氣象因子有降水和大風(fēng),另外還有一些非純氣象因子,如:季節(jié)、景點(diǎn)植被狀況、景點(diǎn)特色和人文景觀,所以,是否適宜旅游的氣象指數(shù)是各方面綜合的結(jié)果。按各項(xiàng)影響因子的“打分法”,將累計(jì)加分總和作為綜合結(jié)果并定為旅游氣象指數(shù)T。T=A+B+C+D+E打分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為:A為預(yù)報(bào)白天的天氣(表1);B為預(yù)報(bào)的最高溫度(表2);C為預(yù)報(bào)6級(jí)以上大風(fēng),若有C為-20,否則為0;D為景點(diǎn)特色景觀,當(dāng)季草原(6~8月)D為50,非當(dāng)季D為0;E為人文景觀,有名E為30,無(wú)名E為0。

　　3.2.3 經(jīng)驗(yàn)公式法

　　如預(yù)報(bào)穿衣指數(shù),我們采用劉燕根據(jù)于永中等人實(shí)驗(yàn)得出的服裝厚度與環(huán)境氣溫、風(fēng)速的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式,導(dǎo)出著裝氣象指數(shù):Y=0.61(25.8-X) /(1-0.012V2)式中,Y為室外環(huán)境所需服裝厚度的預(yù)報(bào)值(mm),X是環(huán)境溫度預(yù)報(bào)值(℃),V是環(huán)境風(fēng)速預(yù)報(bào)值(m?s-1)。劃分標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)報(bào)用語(yǔ)見(jiàn)表4。

　　3.2.4 氣象指標(biāo)判斷法

　　通過(guò)反查天氣系統(tǒng),找出相關(guān)的氣象要素或氣象場(chǎng)作為氣象指標(biāo)進(jìn)行判斷,得出相應(yīng)的預(yù)報(bào)結(jié)果。如:作醫(yī)療氣象預(yù)報(bào)時(shí),我們根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件可能對(duì)人體疾病造成影響的情況,選擇了不同的氣象指標(biāo)作為初判和二級(jí)判斷,將24小時(shí)是否有鋒面過(guò)境作為初判的氣象指標(biāo),將3小時(shí)變壓、降水、24小時(shí)變溫、最低溫度、最高溫度、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速作為二級(jí)判斷的氣象指標(biāo)。例:初判24小時(shí)有鋒面過(guò)境;二判3小時(shí)變壓≥2.0hPa,有降水,24小時(shí)氣溫下降6℃以上,最低溫度≤-10℃時(shí),預(yù)報(bào)今天氣象的生物作用:強(qiáng)冷空氣的活動(dòng)可使副交感神經(jīng)高度興奮,引起血管收縮及血管平滑肌亢進(jìn),血管阻力增加,血壓升高,同時(shí)兒茶酚胺分泌增加,易使血小板集聚形成血栓,從而易引起腦中風(fēng)。此外,該環(huán)境條件下,對(duì)糖尿病、冠心病病人有不利影響。較大的氣溫日較差還大大增加了感冒的發(fā)病率。

　　3.2.5 判別分析法

　　將預(yù)報(bào)量分為若干個(gè)級(jí)別,根據(jù)預(yù)報(bào)量的不同級(jí)別,選擇前期因子,利用不同類別的樣本,尋找因子與預(yù)報(bào)量的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)呐袆e規(guī)則、判別因子所屬的類別,實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)量的預(yù)報(bào)。如風(fēng)沙指數(shù)預(yù)報(bào),我們根據(jù)風(fēng)力的大小和出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象,將預(yù)報(bào)量(風(fēng)沙指數(shù))分成5個(gè)類別,通過(guò)歷史個(gè)例選擇了蒙古氣旋、冷鋒、氣壓梯度、地面高壓、高空槽、高空急流、24小時(shí)變壓、平流作為預(yù)報(bào)因子,用多級(jí)判別法建立判別函數(shù)方程。等級(jí)劃分和預(yù)報(bào)用語(yǔ)見(jiàn)表5。

　　4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

　　本系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程大體分為3個(gè)步驟:首先收集資料并做資料處理,形成數(shù)據(jù)庫(kù);對(duì)常規(guī)預(yù)報(bào)及數(shù)值預(yù)報(bào)所需的要素預(yù)報(bào)值進(jìn)行輸入或訂正;指數(shù)計(jì)算并輸出指數(shù)預(yù)報(bào)結(jié)果,最后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分發(fā)、上網(wǎng)和打印。

　　5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

　　(1)信息資料處理子系統(tǒng)處理各種氣象要素的預(yù)報(bào)值、實(shí)況值、數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)資料,實(shí)現(xiàn)格點(diǎn)資料與單站資料、定量預(yù)報(bào)與定性預(yù)報(bào)的轉(zhuǎn)換。

　　(2)環(huán)境氣象指數(shù)系列計(jì)算與預(yù)報(bào)子系統(tǒng)用多種方法建立環(huán)境指數(shù)預(yù)報(bào)模式,并利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境氣象指數(shù)的自動(dòng)化計(jì)算、獨(dú)立計(jì)算和逐個(gè)校準(zhǔn)的功能。

　　(3)環(huán)境氣象指數(shù)輸出及分級(jí)、防范措施與對(duì)策子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單站和區(qū)域氣象指數(shù)的批量和逐個(gè)輸出功能,將各種氣象指數(shù)的分級(jí)和防范對(duì)策由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成并輸出結(jié)果,以文本和網(wǎng)頁(yè)形式顯示。

　　6 小結(jié)

　　(1)本系統(tǒng)有較強(qiáng)的可移植性,即可根據(jù)地方特點(diǎn)調(diào)整參數(shù)實(shí)現(xiàn)本地化。

　　(2)可以根據(jù)需要添加或刪除指數(shù)預(yù)報(bào)產(chǎn)品,如我們?cè)谘兄七^(guò)程中的公共事業(yè)類指數(shù)(城市供水指數(shù)和城市供電指數(shù)),由于缺少相關(guān)單位的具體資料而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)最初設(shè)計(jì),在收集到所需資料后可充實(shí)到系統(tǒng)中。

　　(3)環(huán)境氣象預(yù)報(bào)在氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域是一門(mén)新興的氣象科技,涉及到多方領(lǐng)域,有待于人們深入研究。本系統(tǒng)在研制中借鑒了北京、江蘇、武漢等省市的研究成果,我們?cè)趹?yīng)用過(guò)程中還需不斷完善。