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2021-08-19 02:12

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  在2011年国家科学技术奖项评审中,中国气象局推荐、国家气象中心申报的“现代化人机交互气象信息处理和天气预报制作系统”荣获国家科技进步奖二等奖。自投入业务应用以来,该系统为气象卫星、天气雷达和数值预报等产品的综合应用提供了强有力的平台,使天气预报制作效率提高了100倍以上,目前已成为具有国际领先水平和自主知识产权、全国预报员每天使用的唯一预报工作平台。

  “现代化人机交互气象信息处理和天气预报制作系统” (以下简称MICAPS)是国家气象中心不断加强气象科技创新工作的成功实践,是科研成果向业务应用转化的典型案例,更是不断提高天气预报准确率的有力支撑。im体育

  “MICAPS的创新之处在于:首次建立了全国标准的现代天气业务数据规范和业务环境,实现了对海量多维、多尺度、多时相复杂数据的快速处理、实时接入和融合;首次研发和集成多种分析、诊断和预报算法,检索方式快速多样,为预报员提供了各种所需产品;首次在计算机上实现了各种天气的分析和预报、天气会商等多种核心业务的集成创新和天气预报流程高度自动化与传统方式的完美结合。”MICAPS项目负责人、国家气象中心预报系统开放实验室主任罗兵介绍说。

  不仅如此,MICAPS还攻克了气象图形关键技术,首次实现了实时快速生成站点填图、等值线图、流线图、探空图、气象传真图、台风路径图、云图及雷达分析、时间和空间剖面图等各种气象图表,并与地理信息有机融合,具有动画、分层显示、漫游和时间、空间等动态分析能力;体现了预报员多视角分析大气结构和运动的先进理念,突破了先进的人机交互关键技术,实现了图形化人机交互预报产品制作能力;具备图形和格点数据编辑功能,创造性地开发了预报员绘制的图形与格点、站点数据的互生成技术,自动进行空间、时间、要素一致性控制,有效实现了预报员制作天气预报的思想。

  但是,在20世纪90年代以前,天气预报主要依靠分析手工绘制的天气图,完全不能适应气象数据的爆发性增长和预报时效快速提高的要求,严重制约了天气预报准确率的提高和气象现代化效益的发挥。为实现向综合应用多种信息和先进技术的现代天气预报方式转变,中国气象局从1994年开始组织现代化人机交互气象信息处 理 和 天 气 预 报 制 作 系 统 的(MICAPS)开发。

  经过18年的持续发展,MICAPS已成为了具有国际领先水平和自主知识产权、全国预报员使用的唯一预报工作平台,并在国内外得到广泛应用。MICAPS使天气预报作业方式发生了重大变革,极大地提高了工作效率,持续有效地支持了预报准确率的提高。

  罗兵介绍说,MICAPS设计了数据服务器、应用服务器和客户端组成的完善业务系统,能适应天气业务的快速发展。在 MICAPS的发展过程中,他们先后研发了国际领先水平的云图快速投影算法、等值线反演格点及站点算法、格点数据编辑算法等。

  自投入业务应用以来,MICAPS为气象卫星、天气雷达和数值预报等产品的综合应用提供了强有力的平台,使天气预报制作效率提高了100倍以上,实现了气象信息处理和天气预报制作技术的跨越性发展,在预报业务和科研中起到了基础性和关键性作用,显著提高了全国气象行业天气预报制作能力,推动了行业科技进步,充分发挥了气象现代化建设所产生的明显的社会效益和经济效益。

  MICAPS每天使用实时数据一百余种,总量超过200G,提供两百余种物理量的计算,提供交互制作工具两百余种,提供分析、比较、动画等工具两百多种,产生的各类预报服务产品上千种。整体系统的实时响应时间少于两秒,缩放重绘只需100毫秒。罗兵表示,“主要技术指标超过了同类国际先进系统。”

  如今,MICAPS已成为中央气象台、 31个省级、 328个地级及2418个县级气象站的核心业务系统,在气象预报和服务中发挥了重要作用,产生了 巨 大 的 社 会 效 益 。罗 兵 说 ,MICAPS在总装备部、水利部、国家海洋局及高等院校和科研院所都得到广泛应用。

  神舟七号载人航天飞行取得成功后,北京航天飞行控制中心专门向国家气象中心预报系统开放实验室发来感谢信,信中称赞和感谢MICAPS 3。0软件系统为他们 “实施气象水文保障提供了功能丰富、稳定可靠的预报员工作软件平台”。

  据罗兵介绍,MICAPS是世界上为数不多的技术先进、功能强大的天气预报制作系统之一,是世界气象组织注册的气象科技成果和指定向发展中国家推广的重点科技产品,在孟加拉、缅甸、马尔代夫、巴基斯坦等多个国家推广使用。

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