计算机在气象中的应用研究

1、计算机在气象中的应用研究计算机在气象中的应用研究引言作为现代气象业务的根底与支撑系统，气象信息的交流主要包含：高级性能计算机交流，现代通信网络，数据存储管理和共享效劳等，而作为衡量气象现代化程度重要标志的气象信息交流也是气象信息存储管理，传输，资源共享和计算机处理的根底，它首先关系到气象部门能否为广阔用户提供准确及时的气象信息，进而关系到各级政府乃至国民经济建立的顺利开展，所以说气象信息交流驱动着气象业务交流的开展同时也制约着其他系统的开展。1气象业务中使用电子计算机的历史想要把数值气象预报中用到的数学方程组合解开得到结果是件很困难的事。?利用数值方法做天气预报?一书的作者英国数学家里查逊就在

2、书中讲述了怎样做数值计算。1916年至1918年间，理查逊为得到准确的数据，动用了大量的人力物力尝试进展了第一次数值预报，这次预报计算在许多人用手摇计算的方式总共进本文由论文联盟.Ll.搜集整理行了12个月才宣告完成。而想要得到将来24小时的气象预报换算成单人计算，需要日夜不停的算64000天整整175年。而相对于变化莫测的天气来说，想要跟上它的速度就需要有一个64000人同时计算的宏大工厂，这样才可以把24小时以内的气象预报计算出来，这其实就是人的计算跟天气在比赛。虽然这次试验以失败告终，但人们从中得到了有益的启示。而仅仅在这一著名实验的20年之后，世界上的第一台电子计算机便诞生了。而美国的

3、科学家第一次成功的做出了500百帕天气形势的36小时气象预报，使得数值预报真正的实现，那年是1950年。自此，数值预报引入到实际的气象业务中，更多的国家先后开场使用这种先进的天气预报的方法。在这次世界上第一次成功做出数值气象预报之后的四十多年间，数值预报不断的得以完善，获得了很大的进展。随着数值解法应用的纯熟及日益准确，准确，对大气相关数值描绘越来越细致，使得垂直方向可以分解到20至30层，而程度方向更是可以细到20公里。与此同时，预报也更俱准确性和实效性，对将来三日之内的重要的天气变化过程和其相应的剧烈气候变化，诸如大雨，温度下降，大风等都可以做出较准确的预报。气象资料的传输，处理，形式的预

4、报计算及材料分析，还有预报结果的显示，分发效劳等诸多环节组成了数值天气预报。2计算机在气象中应用的必要性作为人类最伟大创造之一的计算机，伴随其诞生的计算机网络对人们的生活和社会的开展产生了越来越大的影响。同时计算机网络不断的将其自身完善和更新，使其功能性更加强大。所以将计算机网络应用到气象业务能使气象部门不断壮大，气象信息不断完善和更新，能更好的效劳于气象业和社会的开展。2.1计算机网络应用到气象效劳中是顺应时代开展的趋势社会开展离不开科技的进步，同样气象业务的开展也离不开社会的进步。所以气象业务部门要开展就需要引进高科技来改革自己的效劳和管理形式同时也要注重自身建立。2.2气象业务自身的开展

5、也离不开计算机网络随着社会的开展和生活质量的进步，人们对气象业务的要求也越来越高，假如气象业务不去创新，只是停留在原来的根底上，那么就无法满足这个社会的开展，所以为了气象业务能更好的存在，只有不断的提升和开展自己。2.3需要高科技软件的支撑是气象业务本身的特点决定的气象业务需要处理大量的数据，并且要求这些数据有较高的准确度和及时的信息反应，同时这些信息的传递范围要广，而这些要求只有计算机网络中的先进技术才能完成。所以，计算机网络应用到气象业务部门是非常有必要的。3计算机的使用是气象信息交流的需求作为国家空间根底信息重要组成部门的气象信息也是国家根底性，战略性信息资源，它支撑着我国现代化建立进程

6、中重大国际国内问题的决策。如：社会的可持续开展、气候的变化和预测，天气的预报等国家重大工程开展也都需要气象信息的支撑。3.1气象信息的搜集和传输才能需求在气象信息的传输才能和搜集方面，气象业务将来的开展特点是：计算机网络支撑着全国气象业务各个部门之间的联络，气象信息对完善气象资料网络有重大影响，它包括：风廓线控测资料、闪电定位探测资料、新一代多普勒天气雷达资料，卫星资料、GPS/ET观测资料、自动站时空加密观测资料、气候交流观测所需的多圈层其他资料等等，随着计算机网络对这些资料的不断研发和探究，会产生更多的预测，预报产品同时会对计算机网络的要求越来越高，新一代电视天气会商也要求计算机网络的支持

7、。所以说计算机信息加工平台既连接着外效劳的各类对象也连接着本机气象信息加工预测交流网，因此计算机宽带网络支撑着气象专用频道的电视节目制作与传递。3.2气象信息处理加工才能需求气象信息的加工处理需求主要是指高性能计算机网络在空气质量、水文、海洋、气象等方面研究及应用。随着研究形式和研究方法的不断改良，对这些方面的准确度和时空分辨率不断的得到进步，信息预报的时效也不断的延长，集合作业的不断开展和各种作业的不断增多，对计算机网络的要求越来越高，预计到2022年，在气象业务部门，高性能计算机需求为峰值性能200Tflps200万亿次浮点运算秒以上。3.3气象数据的存储管理与共享需求随着气象观测系统的不

8、断完善和更新，产生了越来越多的气象数据，而这些气象数据推动着预报，预测才能的增强，进而产生更多的预报预测产品，气象信息需要运用到各行各业中，而这些需求对气象数据的存储管理和共享又有了更高更新的要求。4国内气象信息系统的现状气象行业搜集了大量的气象信息，并对这些信息进展加工处理，分发和存档，而这些气象信息需要运用到气象部门的各行各业中去。自20世纪90年代以来，靠高性能计算机网络支撑的气象信息系统已获得了宏大的成功，并且形成了一套完善的气象信息交流系统。4.1气象卫星信息气象卫星综合应用业务9210工程的应用大大进步了国内气象通信传输才能，它建立了覆盖全国市以上的高数据播送网和覆盖全国地市级以上

9、的双向通信网的ZSAT卫星通信技术。初步建成了由自动磁带着域和大容量磁带限制的气象信息的存储系统，使国家主要网络系统建立初具规模。本文由论文联盟.Ll.搜集整理4.2气象资料系统作为我国根底气象业务的气象资料管理业备受关注，它在对资料的搜集，加工处理，存储效劳等方面也越来越标准化，现代化和标准化。越来越多的历史资料已经录入到计算机中，得到有效的管理和利用，而主要的气象资料也已经进入了这样的数据库，方便了用户的查阅和利用，这样大量标准和标准化的数据就保障了气象信息资料的完好性和准确性以及平安性。4.3数据库管理信息商用数据库的管理系统已经被广泛的应用到国家级和省级气象业务部门，并且形成了以数据为

10、中心的业务编程。现代化的信息交流和发布广泛应用因特网技术，而因特网技术下的专网政务信息系统已经覆盖了大局部的省市县，这些技术也开场被专业的技术和管理人员所利用。5气象信息系统的开展趋势信息技术，作为当代开展最快的技术之一，它的快速开展为气象信息系统开展打下了良好的技术基矗5.1通信和网络技术5.1.1地面通信国内大局部的电信运营商已经开场采用密集波分复用技术来创立新一代的信息互联网，它是把光缆骨干网从格状网变成环状网，这样环状网利用新一代的网络传输设备让一对光纤的传输容量到达1600Gbps。这个环状网每一处所发生的故障都可以自动修复。5.1.2网络技术高速局域城域网技术的开展表达在以太网的交

11、换和异步传输形式AT多层交流等方面。以太网又分为千兆以太网和万兆以太网，而万兆以太网的运营形式是通过单模光纤或者多模光纤以千兆以太网十倍的速度传输，这种AT技术的使用，让用户能更好的利用无限扩大的网络，进展多层次的技术交流，也可用于千兆位网的交换。在互动电视盒虚拟现实，视频点播系统，远程教育和明晰度高的视像会议上都表达了宽带网络所发挥的宏大作用。5.1.3挪动通信技术随着科技的开展，挪动互联时代正在以一种全新的方式到来，无线技术除了光线通信技术之外，还出现了备受人们关注的具有代表性的无线局域网LAN它是通过分组无线业务GPRS码分多址，基于家庭射频，等无线通信技术来完成的。根据挪动通信效劳的原那么，挪动通信网将为更多的领域效劳，同样也为观测系统资料提供了很好的通信手段。5.2高性能计算机技术微电子，体系构造和系统软件的共同进步将支撑着高性能计算机系统综合性能的开展和进步。将来几年，一方面新技术计算机有可能会出如今某些高科技的领域，并且机体将会在分布式内存和共享内存这两个层次上得到不同程度的进步。在将来，这种新技术的计算机可以承受多种编程形式。另一方面传统的PU芯片的性能也会随着主频的进步和集成电路不断完善和更新。这些系统软件上的进步将会大大促进应用软件的开发。6总结目前我国计算机的开展现况还不止这样，还将在以下几个方面得到更好的发挥和利用。6.1运行监控系统方面：信息系统