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气象数据产品研发



● 1.基础加工产品


基于数字化成果完成相关基础数据产品研发,涵盖气候系统范畴的多要素、长序列基础加工产品,时间分辨率覆盖日、月、年及累年尺度等,形态包括站点和格点两种。


1900-2017年中国气温距平序列

● 2.资料质量控制与评估


自主研发与引进改造相结合,在传统的统计学质量控制基础上,不断集成应用国际上先进的质量控制算法,在CIMISS等气象数据环境中集约化布设,并与大气再分析同化系统中的在线质量控制有效对接,形成适应不同时效应用需求的气象资料综合质量控制体系,形成涵盖资料收集整合、质量控制评估、偏差分析与订正、黑名单生成、标准化处理和同化应用等一体化的资料处理流程,提升了复杂或极端天气条件下的气象资料质量控制能力水平,提升了地面、探空、飞机报、海洋等常规基础资料,以及卫星、风廓线雷达等非常规基础资料的完整性、质量及同化应用效果。

经质量控制后的各类资料,以基础数据产品形式全面支撑气象业务科研应用。近年来,新增全球卫星历史资料81TB,全球飞机报资料向前延伸至1973年。相对于GTS单一来源,地面气温数据增多120%;海表温度(SST)增多100%;高空资料增多82.9%。



气象资料质量控制与评估体系



全球陆地月气温数据集站点及序列长度分布



全球海表观测定时值数据集(GSSODS)与全球通信系统(GTS)、美国CFSR再分析海洋观测输入及美国NOAA的ICOADS海洋产品数据量对比

● 3.资料偏差订正与均一化


根据中国气候资料特点,探索形成一套主客观方法相结合的气候资料均一化检验与订正思路,研制出全国2400站关键气候变量(气温、气压、降水、湿度、风速等)均一化产品,为气候变化检测提供数据支撑,同时在国家基准气象站网优化调整、百年气象站认定中发挥了关键作用。面向全球气候资料,研制了多方法统计检验,以及多尺度、多变量相互验证的均一化技术,在历史元数据严重匮乏的情况下,自主研发的全球陆地均一化气温产品中WMO站均一化覆盖率达到76%,其在亚洲及中国区域的气候变化检测能力优于国际同类产品。

近年来,不断深化观测资料与模式背景场的协调性分析,开展观测资料系统偏差分析和黑名单研制,并以高空资料为突破口,实现从年值、月值均一化向日值、定时值“偏差订正与均一化相结合”的技术跨越,订正后的中国探空定时温度接近ECMWF同类产品水平。



主客观结合的均一化技术思路



1900-2017年中国气温距平序列



中国探空温度相对于ERA-Interim的平均偏差。红线为原始观测,蓝线为订正后结果,绿线和黑线分别为欧洲同类产品RAOBCORE和RICH订正后结果

● 4.多源数据融合


致力于多源数据融合分析核心技术攻关及成果转化,建成降水、陆面、海洋,以及三维大气与三维云四大实时融合分析系统,使多源数据融合分析业务走向立体化,在推进中国常规观测、天气雷达、风云卫星资料的融合应用的过程中,产出高时空分辨率多时效嵌套降水、陆面(气温、气压、风、湿度、短波辐射、能见度、土壤温度、土壤湿度)、大气(三维云与三维大气)、海洋(海表温度、海冰、洋面风)多圈层多要素的融合分析产品,产品精度达到国际同类水平,其中12分钟时效的中国陆地5km分辨率降水、气温等18种实况分析产品已通过业务准入,为智能网格预报业务提供实况数据支撑。



多源数据融合业务体系(截至2018年初)



融合地面、卫星、雷达多源观测资料的降水产品



中国降水、气温、湿度、风速实况分析产品



东亚土壤湿度、土壤温度实况分析产品

● 5.大气再分析


基于国际上前沿的模式与同化方案(GFS/GSI),建成全球大气再分析系统(CRAS),包含资料收集与预处理、资料质量预评估、集合-变分混合同化、EnKF同化、全球陆面同化、系统运行监测和产品检验评估7个子系统。通过多层次循环同化试验,不断强化中国特有观测资料的同化应用,研制出10年长度“中国全球大气再分析中间产品(CRA-Interim,2007-2016年)”,时间分辨率为6小时,水平分辨率达34公里,垂直层次64层,模式层顶0.27百帕。CRA-Interim质量与国际主流全球大气再分析产品具有很好的可比性,且总体上优于CFSR。目前,CRAS实现了准实时运行,稳定提供全国气象业务科研应用。



CRA-Interim蒸发减降水空间分布(2007-2016年平均)

● 6.应用创新气象服务产品研发



应用创新气象服务产品体系

面向“能源”、“农业”、“航空”、“环境”等社会领域,深入开展气象数据挖掘和气象服务产品研发,实现从“数据服务”到“产品服务”的快速升级。为实现经济强国梦,增强气象数据综合应用服务能力,提升气象数据为经济社会发展的服务供给水平。

● 光伏能源气象服务产品




光伏能源气象服务产品

● 农业遥感气象服务产品




农业遥感气象服务产品

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