基于工作流的人影模式自动化监控平台的设计与实现

数值天气预报业务系统流程复杂,运行时间长等特点要求必须有一种直观、方便的可视化的监控界面对整个业务流程进行实时监控。以人工影响天气模式系统 (2013 版) 中的 MM5_CAMS 模式为例,平台建设之前主要采用 shell 脚本运行的方式,无法实时监控,定位错误也较困难,本文基于工作流的方式,全面梳理模式的工作流程,化繁为简,设计并实现了 MM5_CAMS 模式的自动化监控平台,总结了气象模式工作流的设计原则,同时全面分析系统建设前后的效益,为今后的数值预报模式的监控平台建设提供参考价值。     

基于网格平台的GUI软件共享机制

基于网格的应用系统中存在着大量具有图形用户界面(GUI)的遗留应用软件,它们具有交互的使用模式,有很强的平台依赖性,其共享使用模式不同于一般的基于批处理的作业提交模式,给网格平台带来了一定的挑战。该文在中国国家网格(CNGrid)平台基础上,基于网格系统软件CNGrid GOS,提出并实现了一种GUI应用软件的共享系统GridShare。其原型系统的试验结果表明,GridShare能够利用网格平台的跨域安全管理和资源调度能力,实现GUI应用软件在网格环境中的共享和多用户协同使用,提高应用资源的利用效率。     

省级环境气象业务系统关键技术

针对气象业务实际需求,本文设计研制了省级环境气象业务系统,具体阐述了系统目标、总体架构、功能组成和主要技术.通过标准化消息中间件、集约化网格数据环境和智能化网格预报解析等关键技术研发,建立了由一体化综合监测、交互分析和产品制作发布等功能组成的业务系统.系统运行平稳、功能完备,系统研制实现得到广泛应用,有效提升了业务服务规范化水平.     

气象系统初探巴塞罗那真四核威力

气象预测一直是高性能计算机产品的主要用户之一，其为人民提供日常生产、生活所必须的信息资料。作为国内服务器行业领军企业的曙光公司。在气象行业应用中有着广泛的经验，早在2002年，曙光公司就推出了基于MM5模式的气象专用机，充分优化了并行机上的MM5模式。随后，曙光公司在2004年为气象行业完成了从32位平台到64位平台的移植。[第一段]     

MM5在深腾6800上的移植及其数值计算方法研究

MM5是当今世界各国中短期天气及气候预测、实时预报和环境检测中使用十分广泛的数值模式,因此,如何提高软件的计算精度和计算效率是一个十分重要的问题．本文简要介绍了MM5的数值计算方法,为以后的研究提供帮助,并把MM5软件移植到深腾6800上进行并行计算．发现每当处理器增加一倍,其加速比为原来的1．5倍,可见其并行效率是较好的,值得在气象科研和业务中广泛使用．     

基于工作流的气象超算作业调度应用研究

数值天气预报系统的运行涉及大量科学计算和复杂的流程控制,需要建立高效、稳定的自动化流程调度监控软件实施调度管理。对基于工作流的气象超算环境下的作业调度应用进行了研究,给出了三种基于气象超算的工作流环境建设方案和应用经验,阐述了结合超算平台的作业管理软件实现基于工作流的自动化作业运行调度的实现机制,总结提炼了工作流的设计原则。基于数值预报模式集成中试支撑平台的应用结果表明,基于工作流的流程化调度实现方案,可以高效地支持数值预报业务和科研应用的流程控制管理及监控。     

基于曙光1000的中尺度数值气象预报系统及其在江淮流域的适用性研究

本文介绍了我们基于曙光1000建立起来的中尺度数值气象预报系统及其在江淮流域的适用性研究,包括MM4数值预报模式的分析及其并行化方法,系统组成及基于该系统的预报过程.通过对1998年、1999年发生在江淮流域的多次各类暴雨天气过程,利用曙光1000上并行化中尺度模式MM4进行的数值预报结果与实况进行的对比分析研究,结果表明曙光1000上并行化的中尺度数值模式MM4对发生在江淮流域的江淮气旋、梅雨锋暴雨等中尺度天气系统具有较好的预报能力,尤其在6至24小时的预报时效内对发生在系统内的中尺度降水系统(中尺度雨带)具有很好的预报能力,反映出该系统具有良好的区域适用性.实例研究也表明,该中尺度数值模式仍然有许多问题要解决,文中指出了今后将继续研究和改进的方向.     

基于WSRF的集合预报任务调度系统

分析集合预报的任务特点,基于Web服务资源框架(WSRF)设计一种动态自适应的集合预报任务调度系统。给出任务调度算法,根据网格节点的资源变化自适应地选择节点,为每对初值样本的模式预报任务指派CPU资源数目,以缩短预报时间、节省计算成本。实际运行结果验证了该系统的可行性。     

基于网格运算实现MM5模式中Web Service

论文介绍了基于网格运算实现MM5模式的实验环境和实现的方法,实验结果具有一定的实用价值。     

智能网格天气预报监控平台设计研究

近年来,全国气象部门构建了面向"国-省"的智能网格预报业务体系,将传统的站点天气预报转换为精细服务的格点天气预报.但由于业务流程繁杂,且缺少规范化的监控平台,为业务的运行维护带来很大困难.针对此问题,该文分析了当前气象部门各业务领域的监控系统研发现状,结合智能网格预报业务特点,提出将业务流程和数据流程解耦的策略.以数据...     

西北电网专业气象服务系统的设计与实现

介绍了一种与电网紧密结合的专业气象服务系统,该系统在充分利用气象系统、电力系统现有软硬件资源的基础上,通过应用气象多普勒雷达、卫星云图等现代化观测手段和自动化程度很高的地面自动气象站资料以及MM5中尺度预报产品,结合有线网络传输和基于Intranet/Internet的多层分布式技术搭建西北电网专业气象服务系统,开展电网气象预警预测和气象预报服务。系统建立了实时的地面自动气象站资料数据库和预报产品数据库,实现了多种气象要素的实时监测和预报,为西北电网的安全调度运行提供了科学依据。     

基于气象大数据计算与资源共享教学平台设计

气象大数据具有4V“种类多”(variety)特性,即海量的数据规模(volume)、快速的数据流转和动态的数据体系(velocity)、多样的数据类型(variety)和巨大的数据价值(value)。在气象模式教学过程中,气象模式配置复杂,其需要的气象基础数据具有体量大的特点。针对传统气象模式教学过程复杂,气象模式配置过程繁琐,气象基础数据集需要重复下载的问题,提出气象大数据数字资源平台的建设问题。气象基础数据集与气象模式相结合,对气象基础数据集进行布局,使系统具有比较高的利用率。针对多数据中心,多个气象模式可运行,多个学生对气象基础数据共享的情况,提出一种基于Apriori的挖掘算法来分析数据集与气象模式的直接关系,并完成气象大数据数字资源系统设计,既为学生、教师提供方便的操作,又能提高系统性能。气象大数据数字资源平台不但提供气象计算,也提供各种气象基础数据集的共享访问,简化了气象模式教学过程。     

初探云计算与气象数据处理

云计算是在网格计算基础上提出的一种新型计算模型,是下一代网络计算平台的核心技术,它提供了可靠安全的数据存储、方便快捷的互联网服务和强大的计算能力。对气象部门而言,云计算可能成为未来气象数据处理和分析的基本平台,同时对气象资源的开发也提出了新的思路。     

海量气象数据实时解析与存储系统的设计与实现

气象数据是一种典型的非结构化数据,在实际应用中其日增量达数十TB,基于关系数据库和传统文件系统的解析、存储与访问模式已成为制约天气预报系统信息化发展的瓶颈之一。为满足全国天气预报平台MICAPS用户对实时数据的及时、快速查询,介绍了能够7*24小时稳定工作、支撑数十TB/天的数据实时解析系统。根据气象数据的多维模型和用户行为,采用非关系型分布式Key-Value数据库,设计实现了高性能海量数据存储系统。实践证明,数据实时解析系统和基于分布式非关系型KeyValue数据库的存储系统能有效满足海量实时气象数据存储、查询和应用需求。该系统已成为中国天气预报业务流程中的核心系统,体现了优异的功能和性能。     

中尺度数值气象预报模式MM5并行性能分析与优化

气象预报模型的准确度与实时性是防震减灾工作的关键支持。MM5是成熟的并行化的中尺度数值气象预报模型。本文在阐述MM5并行模式及并行实现的基础上，具体分析了MM5在IBM eServerp Series 690主机上并行性能，并给出相应的优化方案。     

基于网格的中尺度数值天气预报系统设计与实现

针对国家高性能计算环境网格计算的特点，在长沙网格点上实现了一个包括全球中期数值预报、有限区域数值预报，数值预报产品释用和五维数据可视化相配套的高分辨率中尺度数值天气预报系统。该系统的预报区域可以移动，网格可以加密，适合于区域和省一级气象中心作中尺度数值预报业务试验和尺度数值预报科学研究。介绍了该系统的组成、区域同化方案以及网格计算实现技术。     

基于Hadoop的GA-BP算法在降水预测中的应用

针对如何从海量的气象数据中挖掘出有用的知识,并提高气象预报的准确度,提出了在Hadoop平台上构建基于遗传神经网络算法的天气预报方法.该方法采用遗传算法与神经网络算法相结合,避免了传统算法容易陷入局部最优的问题,并以天津市13个台站1951–2006年的地面气候资料日值数据为基础,建立了遗传神经网络预测模型,最后以降雨量等级为决策属性进行了实验.结果表明,该方法对所有降水等级的预测准确率都要优于传统的神经网络算法,对于降水等级R₀的预测精度最高,达到了87%,不仅可以有效的处理海量气象数据,同时具有较高的预测精准度和良好的扩展性,为天气预报提拱了一种全新的思路和方法.     

气象遥感图像及格点场重采样插值方法

重采样插值方法是气象信息处理领域研究的问题之一。针对气象遥感图像,介绍了基于地图投影坐标转换的直接重采样插值方法和间接重采样插值方法;针对气象格点场,介绍了双线性插值方法和贝塞尔插值方法。以气象业务中不同分辨率的气象卫星（FY2E和FY2D）遥感图像以及欧洲中期天气预报中心（ECMWF）降水预报场为例,分别对不同重采样插值方法进行了分析比较。结果表明：基于间接重采样的气象遥感图像最近邻点插值法的计算量小于邻点权重插值方法,而邻点权重插值方法的效果优于最近邻点插值方法;随着图像的分辨率提高,最近邻点插值法与邻点权重插值方法相比,计算量小的优势更加明显;对于高分辨率的气象遥感图像建议采用基于间接重采样的最近邻点法;对于气象格点场,贝塞尔插值方法的插值效果优于双线性插值方法。     

数值天气预报在UNICORE中的实现

中尺度数值天气预报为评估严重的天气灾害提供了有效的指导,因此中尺度天气预报占有越来越重要的地位。MM5模式是世界上应用最为广泛的中尺度模式．同时,网格中间件,如UNICORE、Globus,已经部署在世界上多个组织中,把科学、工程等领域的应用部署在这些网格中间件上,以获得无缝的计算能力和访问网格环境中资源的接口为目的的各项工作正在展开．提出了基于UNICORE网格平台的数值天气预报应用的设计和实现,对UNICORE的资源发现进行初步的探索．