重要气候事件预测系统相关管理与操作模块设计与实现

摘要

重要气候事件预测方面，如春寒、倒春寒、寒露风、五月低温等重要气候事件和干旱、暴雨洪涝、高温、霜冻、低温连阴雨等主要灾害性气候事件，前期研究相对较少，但是社会公众及相关行业对此有着迫切需求。制定重要气候事件预测业务规范与流程，建立重要气候事件及极端灾害事件预测系统，提高重要气候事件预测服务能力是一项重要任务。　　重要气候事件预测与传统的气温降水预测存在很大差异，它从气候概念来定义和监测，但在预测的时候又不能完全通过传统的气候趋势预测的方法来预测事件的发生时段和程度。因此气候预测工作者需要从天气角度，从形成特定气候事件的特定天气形势、大型环流的调整，来寻找和预测该类事件的发生时段和可能性。为提升气候预测客观化、定量化和自动化水平，提升湖南气候监测预测分析会商系统能力，特开发湖南气候监测预测分析会商系统软件系统。重要气候事件预测作为整个预测会商系统中的一个重要模块，在结合湖南气象服务的实际状况及地域特点后，具体细致讨论了预测模块的需求分析，对重要气候事件预测系统相关管理与操作功能模块进行了设计与实现。不同于一般气象预测主要依靠单一的台站观测数据，本模块在设计中把模式数据融合到台站数据后进行预测，重点在于大量样本数据包括模式数据和站点数据的处理，采用气候强度指数算法评估气候事件的影响度，评估算法进行环流订正和预测结果检验。　　模块采用C/S模式的开发策略,利用SQL数据库和文件目录的方式对数据进行存储管理，Python加NCL的支持下完成常用气象分析图像制作。DERF2.0作为数据源展示各种重要气候事件发生的环流场特征，用户基于环流场的特征分析，自行选取预测因子，在实测数据的支撑下构建预测模型来开展重要气候事件的预测研究。该模块作为为用户提供灵活配置的预测工具，可以根据实际需求在实际应用中发挥该有的价值。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 重要气候事件预测发展历程

1.2.1 国外重要气候事件预测发展

1.2.2 国内重要气候事件业务发展

1.2.3 小结

1.3 课题研究目的及意义

1.4 论文组织结构

第2章 重要气候事件相关理论

2.1 重要气候事件的一般概念

2.1.1 冷害

2.1.2 高温热浪

2.1.3 连阴雨

2.1.4 小结

2.2 基本统计量

2.3 统计检验方法

2.4 统计预测方法

2.4.1自回归积分滑动平均模型

2.4.2 稀疏自编码器

2.4.3 决策树分类

2.4.4 支持向量机

2.5 重要气候事件预测业务的主要内容

第3章 重要气候事件预测模块需求分析

3.1 总系统背景介绍

3.2 模块功能需求分析

3.3 模块业务流程

3.4 主要子模块分析

3.4.1 数据管理流程

3.4.2 重要气候事件定义

3.4.3 预测因子

3.4.4 预测方法

3.4.5 图像产品制作

3.5 重要气候事件强度指数算法

3.6 评估算法

第4章 重要气候事件预测模块的设计

4.1 模块设计原则

4.2 技术架构

4.2.1 逻辑架构

4.2.2 技术架构

4.3 并行框架multiprocessing

4.4预测模块具体流程

4.5 数据库的设计

4.5.1 Mysql数据库

4.5.2 数据库访问技术

4.5.3 数据库表结构设计

4.5.4 数据存储说明

4.6 配置文件

4.6.1客户端配置文件说明

4.6.2服务器配置文件说明

第5章 重要气候预测模块功能实现与评估

5.1 数据管理

5.1.1 CIMISS资料

5.1.2 模式资料

5.1.3 数据压缩说明

5.1.4 模式环流订正

5.1.5 因子管理

5.2重要气候事件定义

5.3重要气候事件预测

5.4预测结果评估

5.5图像产品制作

结论与展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文及软著

致谢