1、計算機在氣象中的應用研究計算機在氣象中的應用研究引言作為現代氣象業務的根底與支撐系統，氣象信息的交流主要包含：高級性能計算機交流，現代通信網絡，數據存儲管理和共享效勞等，而作為衡量氣象現代化程度重要標志的氣象信息交流也是氣象信息存儲管理，傳輸，資源共享和計算機處理的根底，它首先關系到氣象部門能否為廣闊用戶提供準確及時的氣象信息，進而關系到各級政府乃至國民經濟建立的順利開展，所以說氣象信息交流驅動著氣象業務交流的開展同時也制約著其他系統的開展。1氣象業務中使用電子計算機的歷史想要把數值氣象預報中用到的數學方程組合解開得到結果是件很困難的事。?利用數值方法做天氣預報?一書的作者英國數學家里查遜就在

2、書中講述了怎樣做數值計算。1916年至1918年間，理查遜為得到準確的數據，動用了大量的人力物力嘗試進展了第一次數值預報，這次預報計算在許多人用手搖計算的方式總共進本文由論文聯盟.Ll.搜集整理行了12個月才宣告完成。而想要得到將來24小時的氣象預報換算成單人計算，需要日夜不停的算64000天整整175年。而相對于變化莫測的天氣來說，想要跟上它的速度就需要有一個64000人同時計算的宏大工廠，這樣才可以把24小時以內的氣象預報計算出來，這其實就是人的計算跟天氣在比賽。雖然這次試驗以失敗告終，但人們從中得到了有益的啟示。而僅僅在這一著名實驗的20年之后，世界上的第一臺電子計算機便誕生了。而美國的

3、科學家第一次成功的做出了500百帕天氣形勢的36小時氣象預報，使得數值預報真正的實現，那年是1950年。自此，數值預報引入到實際的氣象業務中，更多的國家先后開場使用這種先進的天氣預報的方法。在這次世界上第一次成功做出數值氣象預報之后的四十多年間，數值預報不斷的得以完善，獲得了很大的進展。隨著數值解法應用的純熟及日益準確，準確，對大氣相關數值描繪越來越細致，使得垂直方向可以分解到20至30層，而程度方向更是可以細到20公里。與此同時，預報也更俱準確性和實效性，對將來三日之內的重要的天氣變化過程和其相應的劇烈氣候變化，諸如大雨，溫度下降，大風等都可以做出較準確的預報。氣象資料的傳輸，處理，形式的預

4、報計算及材料分析，還有預報結果的顯示，分發效勞等諸多環節組成了數值天氣預報。2計算機在氣象中應用的必要性作為人類最偉大創造之一的計算機，伴隨其誕生的計算機網絡對人們的生活和社會的開展產生了越來越大的影響。同時計算機網絡不斷的將其自身完善和更新，使其功能性更加強大。所以將計算機網絡應用到氣象業務能使氣象部門不斷壯大，氣象信息不斷完善和更新，能更好的效勞于氣象業和社會的開展。2.1計算機網絡應用到氣象效勞中是順應時代開展的趨勢社會開展離不開科技的進步，同樣氣象業務的開展也離不開社會的進步。所以氣象業務部門要開展就需要引進高科技來改革自己的效勞和管理形式同時也要注重自身建立。2.2氣象業務自身的開展

5、也離不開計算機網絡隨著社會的開展和生活質量的進步，人們對氣象業務的要求也越來越高，假如氣象業務不去創新，只是停留在原來的根底上，那么就無法滿足這個社會的開展，所以為了氣象業務能更好的存在，只有不斷的提升和開展自己。2.3需要高科技軟件的支撐是氣象業務本身的特點決定的氣象業務需要處理大量的數據，并且要求這些數據有較高的準確度和及時的信息反應，同時這些信息的傳遞范圍要廣，而這些要求只有計算機網絡中的先進技術才能完成。所以，計算機網絡應用到氣象業務部門是非常有必要的。3計算機的使用是氣象信息交流的需求作為國家空間根底信息重要組成部門的氣象信息也是國家根底性，戰略性信息資源，它支撐著我國現代化建立進程

6、中重大國際國內問題的決策。如：社會的可持續開展、氣候的變化和預測，天氣的預報等國家重大工程開展也都需要氣象信息的支撐。3.1氣象信息的搜集和傳輸才能需求在氣象信息的傳輸才能和搜集方面，氣象業務將來的開展特點是：計算機網絡支撐著全國氣象業務各個部門之間的聯絡，氣象信息對完善氣象資料網絡有重大影響，它包括：風廓線控測資料、閃電定位探測資料、新一代多普勒天氣雷達資料，衛星資料、GPS/ET觀測資料、自動站時空加密觀測資料、氣候交流觀測所需的多圈層其他資料等等，隨著計算機網絡對這些資料的不斷研發和探究，會產生更多的預測，預報產品同時會對計算機網絡的要求越來越高，新一代電視天氣會商也要求計算機網絡的支持

7、。所以說計算機信息加工平臺既連接著外效勞的各類對象也連接著本機氣象信息加工預測交流網，因此計算機寬帶網絡支撐著氣象專用頻道的電視節目制作與傳遞。3.2氣象信息處理加工才能需求氣象信息的加工處理需求主要是指高性能計算機網絡在空氣質量、水文、海洋、氣象等方面研究及應用。隨著研究形式和研究方法的不斷改良，對這些方面的準確度和時空分辨率不斷的得到進步，信息預報的時效也不斷的延長，集合作業的不斷開展和各種作業的不斷增多，對計算機網絡的要求越來越高，預計到2022年，在氣象業務部門，高性能計算機需求為峰值性能200Tflps200萬億次浮點運算秒以上。3.3氣象數據的存儲管理與共享需求隨著氣象觀測系統的不

8、斷完善和更新，產生了越來越多的氣象數據，而這些氣象數據推動著預報，預測才能的增強，進而產生更多的預報預測產品，氣象信息需要運用到各行各業中，而這些需求對氣象數據的存儲管理和共享又有了更高更新的要求。4國內氣象信息系統的現狀氣象行業搜集了大量的氣象信息，并對這些信息進展加工處理，分發和存檔，而這些氣象信息需要運用到氣象部門的各行各業中去。自20世紀90年代以來，靠高性能計算機網絡支撐的氣象信息系統已獲得了宏大的成功，并且形成了一套完善的氣象信息交流系統。4.1氣象衛星信息氣象衛星綜合應用業務9210工程的應用大大進步了國內氣象通信傳輸才能，它建立了覆蓋全國市以上的高數據播送網和覆蓋全國地市級以上

9、的雙向通信網的ZSAT衛星通信技術。初步建成了由自動磁帶著域和大容量磁帶限制的氣象信息的存儲系統，使國家主要網絡系統建立初具規模。本文由論文聯盟.Ll.搜集整理4.2氣象資料系統作為我國根底氣象業務的氣象資料管理業備受關注，它在對資料的搜集，加工處理，存儲效勞等方面也越來越標準化，現代化和標準化。越來越多的歷史資料已經錄入到計算機中，得到有效的管理和利用，而主要的氣象資料也已經進入了這樣的數據庫，方便了用戶的查閱和利用，這樣大量標準和標準化的數據就保障了氣象信息資料的完好性和準確性以及平安性。4.3數據庫管理信息商用數據庫的管理系統已經被廣泛的應用到國家級和省級氣象業務部門，并且形成了以數據為

10、中心的業務編程。現代化的信息交流和發布廣泛應用因特網技術，而因特網技術下的專網政務信息系統已經覆蓋了大局部的省市縣，這些技術也開場被專業的技術和管理人員所利用。5氣象信息系統的開展趨勢信息技術，作為當代開展最快的技術之一，它的快速開展為氣象信息系統開展打下了良好的技術基矗5.1通信和網絡技術5.1.1地面通信國內大局部的電信運營商已經開場采用密集波分復用技術來創立新一代的信息互聯網，它是把光纜骨干網從格狀網變成環狀網，這樣環狀網利用新一代的網絡傳輸設備讓一對光纖的傳輸容量到達1600Gbps。這個環狀網每一處所發生的故障都可以自動修復。5.1.2網絡技術高速局域城域網技術的開展表達在以太網的交

11、換和異步傳輸形式AT多層交流等方面。以太網又分為千兆以太網和萬兆以太網，而萬兆以太網的運營形式是通過單模光纖或者多模光纖以千兆以太網十倍的速度傳輸，這種AT技術的使用，讓用戶能更好的利用無限擴大的網絡，進展多層次的技術交流，也可用于千兆位網的交換。在互動電視盒虛擬現實，視頻點播系統，遠程教育和明晰度高的視像會議上都表達了寬帶網絡所發揮的宏大作用。5.1.3挪動通信技術隨著科技的開展，挪動互聯時代正在以一種全新的方式到來，無線技術除了光線通信技術之外，還出現了備受人們關注的具有代表性的無線局域網LAN它是通過分組無線業務GPRS碼分多址，基于家庭射頻，等無線通信技術來完成的。根據挪動通信效勞的原那么，挪動通信網將為更多的領域效勞，同樣也為觀測系統資料提供了很好的通信手段。5.2高性能計算機技術微電子，體系構造和系統軟件的共同進步將支撐著高性能計算機系統綜合性能的開展和進步。將來幾年，一方面新技術計算機有可能會出如今某些高科技的領域，并且機體將會在分布式內存和共享內存這兩個層次上得到不同程度的進步。在將來，這種新技術的計算機可以承受多種編程形式。另一方面傳統的PU芯片的性能也會隨著主頻的進步和集成電路不斷完善和更新。這些系統軟件上的進步將會大大促進應用軟件的開發。6總結目前我國計算機的開展現況還不止這樣，還將在以下幾個方面得到更好的發揮和利用。6.1運行監控系統方面：信息系統