气象统计分析篇1
关键词：酸雨；评估系统；设计
中图分类号：X517文献标识码：a文章编号：1007-9599（2012）17-0000-02
1引言
截止2009年中国气象局已经拥有337个酸雨监测站，可以覆盖整个中国大陆地区。自上世纪九十年代初山西省观象台开始监测酸雨，山西省气象部门共布设有5个酸雨监测站。目前山西省气象科学研究所需要定期向省局有关职能管理部门和省局有关业务单位提供山西省酸雨质量监测月报和年报，并不定期的向省政府提供山西省酸雨质量监测公报，酸雨监测月报和年报结果中分析的内容包括：全省降水pH值、电导率分布情况，各级酸雨强度出现频率，酸雨形势变化情况等。本论文采用山西省气象局现有五个酸雨观测站的酸雨观测资料，开发出一套适用于山西省本地区且拥有良好界面的酸雨分析评估系统，通过本系统可以实现酸雨资料入库、查询、制表、制图等各项操作，更加形象、直观、便捷的明确山西省酸雨的时间和空间分布特征，以及山西省酸雨与气象条件（包括风向、风速、降雨量等气象要素）关系的分析、查询和显示，同时制作酸雨质量公报的表格。
2系统结构和功能
根据该系统的建设目标、系统的需求、系统的可行性以及系统的业务流程进行分析，针对系统分析设计了系统的主要模块，它包括：数据管理模块、酸雨时间分布模块、酸雨空间分布模块、酸雨查询模块、酸雨报表模块、酸雨与气象条件分析模块和帮助信息模块。技术上本系统的开发只要是针对原始的酸雨观测数据，并将其完整导入数据库，在数据库中进行操作，考虑到系统的功能要求，在系统的技术上采用VisualBasic6.0为开发工具与microsoftaccess2003相结合进行本系统软件的开发。系统总体功能架构见图1。要求系统具有以下功能：①实现酸雨数据文件的存储，同时能够按照规定的格式保存入数据库中。②操作方便，系统具有良好的人机交互界面。③完全的人性化设计，无需专业人士指导，即可以操作本系统。④方便的、全方位的数据查询和信息显示功能。⑤完成酸雨和气象相关数据的自动计算，减少人工操作的干预。⑥提供强大的报表和图形显示功能。
3系统设计
3.1数据管理模块
数据管理模块：主要是将原始酸雨观测资料的分析处理及入库，该模块包括对原始酸雨观测资料的处理和原始酸雨观测资料的入库的操作，首先选择要进行入库的原始酸雨观测资料，然后系统会根据业务人员的选择，实现资料的合并和汇总，通过编程对无用的观测数据进行删除，最终得到业务人员所需要的观测数据，最后将这些数据写入数据库，这样就完成了数据管理模块的具体业务流程，为了方便业务工作人员出具酸雨监测公报的需要，本系统特设置了当月酸雨数据的入库单元，单独实现上月酸雨观测数据的入库，通过选择当月数据显示可以在VisualBasic提供的Datagrid控件中显示当月的酸雨观测数据，点击数据导出可以直接将当月的原始酸雨观测数据导入到系统目录下的eXCL文件（当月数据统计.xls）中。
3.2酸雨时间分布模块
酸雨时间分布模块：该模块包括两个子模块分别为原始数据模块和统计数据模块。其中原始数据模块主要完成未经分析的酸雨观测数据资料的年、月、季的显示，包括曲线图、直方图和表格；统计数据模块主要完成经过统计计算的酸雨观测数据资料的年、月、季的显示，包括曲线图、直方图和表格。在系统框架最底层的是数据访问层，在这个层中，系统采用aDo的Dataset组件访问数据库，实现业务上各种查询的数据交换。
3.3酸雨空间分布模块
酸雨空间分布处理模：该模块主要包括酸雨强度图和站点位置图。其中酸雨强度图中可以显示酸雨站点的强弱程度，同时通过数据库运算得出的运算结果可以插值显示酸雨强度等值线图。图形显示模块主要完成酸雨控制图（pH值图）和风玫瑰图的绘制，包括等值线图和雷达图和表格的显示。
3.4酸雨查询模块
酸雨查询模块：业务人员通过选择要查询的年份，要查询的气象站号，选择要查询的pH值的类型（包括极值、均值和频率），通过调用数据库的相关数据，利用VisualBasic提供的mSFlexGrid控件显示相关的数据查询结果，系统将自动统计出所查询时间内的逐月的pH值的极值和极值出现的时间，同时利用VisualBasic提供的mSChart控件用图形（折线图）显示相关的数据查询结果。
3.5酸雨报表模块
酸雨报表显示模块：业务人员选择要查询的年份和月份，要查询的气象站，通过调用数据库的相关数据，自动计算出月报所需的数据。利用VisualBasic提供的mSFlexGrid控件显示相关的数据查询结果，同时调用eXCL实现酸雨月报数据的直接输出，在eXCL中同步实现图形的更新显示，方便酸雨月报的制作。
3.6酸雨与气象分析模块
酸雨与气象分析模块：该模块主要完成酸雨与风（包括风向、风速）的相关分析、酸雨与雨量的相关分析。此模块主要用于科研人员的工作需求，可以直观明了的明确山西省的酸雨分布与气象条件的关系。
本系统的部分查询界面图见图2。
4结语
4.1本系统根据酸雨气象业务工作的实际需求和需要进行设计和开发的，切合工作实际，具有很强的工作实用性。
4.2技术上本系统的开发只要是针对原始的酸雨观测数据，并将其完整导入数据库，在数据库中进行操作，考虑到系统的功能要求，采用的是Visualbasic6.0为开发平台，采用microsoftaccess2003为开发数据库，并规定用当今比较常用的aDo方式访问数据库，这样可以方便对系统的改进和升级，同时也有较好的兼容性。
4.3本系统非常好的解决了业务需求，同时大大的解放了业务工作人员的劳动力，有利于推广使用。
4.4本系统用户界面友好，使用方便，操作简单，具有非常良好的人机交互界面，便于业务人员操作。
参考文献：
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基金项目：山西省气象局2010年度青年基金项目“山西省酸雨特征及气象条件研究”（无编号）资助。
气象统计分析篇2
[关键词]气象要素观测频次统计影响
[中图分类号]p468[文献标识码]a[文章编号]1003-1650（2013）08-0231-02
一、引言
气象要素随时间变化存在着明显的脉动性，观测资料采取每小时一次的时间分辨率显然要比小时一次的时间分辨率更完整、更准确的反映气象要素随时间的变化，更具代表性[1]。
2004年前后，我省全部建立了自动气象站，2005年已完全能获取过去无法获取的每日24次定时观测的可靠资料，随着自动化程度进一步提高，未来的基本气象要素的统计有可能采用24次观测或更密层次的观测资料。
张文明[2]对洪家站1987、1988两年的气压、气温、水汽压、相对湿度、定时风速进行了对比分析，也有学者专门对风向风速进行过分析[3，4]。
梵净山是知名景区，并且梵净山对局地气候和气候变化有一定的影响[5]，不同时间分辨率统计的气象要素月平均值到底有多大区别？如何消除因不同时间分辨率统计引起的观测资料非均一性问题？对这些问题进行认真的分析是很有必要的。
二、资料与处理
1.资料
资料的初始值为梵净山周边松桃、印江、江口2005年1月至2012年12月各月审核后的a文件，数据为自动采集，并剔除了缺测（部分或全部）的日子，各探测项目具有8700多个日均资料成对样本。
2.资料处理
a文件常以txt文件保存，压、温、湿（相对湿度）可以直接倒入eXCeL进行统计，风向风速资料通过VB程序分离后倒入eXCeL进行统计，旬、月、年均值以纵向统计为准[6]。
3.计算公式
气压、气温、相对湿度、风速平均值的比较，涉及到差值平均值的计算问题，若将Ui设为第月4次定时观测资料月平均值，ai为第月24次观测资料月平均值，则第次的差值为：
年要素来源于月数据，月、旬要素值来源于日数据，以纵行作统计[3]。
风向涉及到频率计算问题，设8年出现某风向的总次数为ni，总观测次数为n，频率为p，按照下式计算：
日平均气压、温度、相对湿度差的问题，用24次平均值和4次平均值在只保留1位小数的情况下一一对应求差。即：
3.计算结果
3.1气压差的计算结果
24次与4次年均气压的差值平均值为0.03hpa，8年中有75%的年均气压相等，差值的最大值为0.1hpa。
月均气压的差值平均值为0.03hpa，8年中有59%的月均气压相等，差值在-0.1～0.1hpa之间的占97%，差值的最大值为0.2hpa。
日均气压的差值平均值为0.03hpa，差值最大值为2.0hpa，8年中有13.2%的日均气压相等，且正负个数接近。因此，表1给出了不同精度范围所占的百分比，可供对日气压精度要求不一的研究项目参考。
由表1可知，参照对动槽式水银气压表测量误差（±0.4hpa），79%日均值可以互相替代。参考人工站与自动站对比观测对气压项目的测量要求（±0.8hpa），95%的日均值差异是在控制范围内。
wmo要求不定因素和气压报告的分辨率均为0.1hpa，气压24次均值和4次均值可视为对月、年统计无影响。
3.2气温差的计算结果
年均温的差值平均值为0.15℃，差值的最大值为0.2℃，差值为0.1℃和0.2℃的各为50%，宣称24次年平均温度较4次高0.1℃可达99.9%的信度。
月均温的差值平均值为0.143℃，差值的最大值为0.4℃，宣称24次月平均温度较4次高0.1℃可达99.9%的信度。分月统计得知，其中8月，9月可以宣称高0.2℃，1～3月，12月却不能宣称高0.1℃（低于95%信度）。
旬均温的差值平均值为0.144，差值的最大值为0.5℃，也有极少数旬平均温度是4次高于24次的情况，仅占2.8%，但总的来看，宣称24次旬平均温度较4次高0.1℃可达99.9%的信度。其中8月下旬、9月上旬、9月中旬可以通过24次较4次高0.2℃的95%信度检验。
日均温的差值平均值0.14℃，其中松桃为0.108，印江为0.157℃，江口为0.164℃，差值的最大值为1.8℃。在99.9%信度内可以宣称24次较4次高0.1℃。各差值所占比例见图1。
3.3相对湿度差的计算结果
除2005年江口年平均相对湿度相等外，其余各年24次年平均相对湿度都较4次低1%（相对湿度用%表示）。
分月来看，没有出现24次高于4次的情况。相等的月份占23%，24次较4次低1%以上的占77%，其中低2%以上的占16%，相差最大的低3%。
分旬统计来看，出现了24次较4次高的比例为1%，相等的占26%，24次较4次低1%以上的占73%，其中低2%以上的占22%，相差最大的低4%。
从日平均统计来看，情况要复杂一些，出现了24次较4次高的比例为21%，相差最大的是高9%；相等的占20%，24次较4次低1%以上的占59%，相差最大的低10%。各差值所占比例见图2。
3.的计算结果
风向一般是以风玫瑰图的方式进行服务，年风向频率来自于各月出现次数，又由于各站点间风向差异明显，进行分站统计。
从表可以看出，24和4次年度统计的结果，大部份风向频率是相同的，松桃，12/17，印江11/17，江口12/17，最大相差2，分别是松桃的静风和江口的n风。
从风速的情况来看，24次与4次逐日差值平均值为0.02m/s，差值最大值为1.4m/s，月平均来看，仅松桃站7～9月偏大0.1m/s，且只有7月能通过检验。
三、小结与讨论
本文分析了梵净山周边三县压、温、湿、风24次平均和4次平均之间的差异，得出：
1.两种方式得出的平均气压，对年、月统计影响微弱。
2.两种方式得出的平均温度，对年、月、旬都有影响，在气候变化研究别是以气候变暖为主要内容的研究中产生的影响不容忽视。
3.两种方式得出的平均相对湿度总的情况是24次较4次低1%，不能通过严格的检验，而且1%的差异对气候分析、评估以及其它方面的影响本文未涉及。
4.风向频率的情况最大的相差2%，风速影响微弱，对产业园区选址的影响程度有待进一步研究。
5.气象要素随时间变化存在着明显的脉动性，观测资料采取每小时一次的时间分辨率，能够更完整、更准确的反映气象要素随时间的变化，更具代表性。从理论上讲，真正的日平均应该是全日各瞬间该要素的平均值，用更密的观测次数（如分钟数据）可能得出的结论会更加科学，将会逐步深入研究。
参考文献
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气象统计分析篇3
[关键词]GiS气象服务资源优化
中图分类号：p48；p208文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）37-0253-01
前言：人们生活的水平随着社会经济的发展以及科学技术的进步而不断提升，气象与人们的生活密切相关，而气象行业为了更好的为人民大众提供服务，也随着科技的发展越来越向着精准化、信息化的方向发展。GiS是一种运用地理模型分析方法，在地理空间的基础上，提供包括空间的和动态的地理信息的多种交叉科学的信息技术。GiS也是一种计算机技术系统，主要是为地理决策和地理研究服务的。本文首先介绍了我国GiS的基本概况，然后分析了GiS在气象业务中的应用，最后对GiS气象业务解决方案提出一些粗略的设想。
一、GiS的自述
我国气象方面做GiS的时间不长，起步也比较晚，然面现在它在气象业务方面的应用却越来越普及。GiS属于一种应用工程技术，一般是管理和分析空间的数据，另外，它也是一种应用基础科学，包含了地球科学、信息科学和空间科学。计算机软件、硬件以及相关方法过程组成了GiS技术的系统，这些都是用来支持GiS空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示的，方便复杂规划和管理问题的有效解决。属性数据和空间数据在GiS空间数据库中具有不可分割的关联，并且空间数据之间具有明显的拓扑结构等特点。
GiS的数据分析以及处理方法在气象业务中也将是重点应用的内容。GiS系统大多都提供了各种各样空间统计分析工具，例如网络分析扩展模块、地理统计分析扩展模块以及空间分析扩展模块等，这些由arcGiS提供的模块对于气象要素的统计分析等工作都能起到很好的作用。另外，气象数据有自己的文件格式，其数据特别庞大且编码复杂，更新数据也较为复杂。
我国将GiS气象相结合因不完善的基础信息而起步稍晚，但是基于GiS在气象中应用的无限潜力，我国也进行了大量积极的探索，GiS技术在气象领域的应用随着“3S”集成技术的出现和气象事业发展战略的实施而迎来一个蓬勃发展的新时代。
二、GiS在业务中的应用
气象数据的属性信息、空间信息、时间信息、共享信息都是由气象数据的性质特征以及时空特征反映出来的，其中信息的度量、标称、性态属于气象数据的属性信息，而空间和范围则是气象数据的空间信息所包含的内容。气象数据依据面向对象的角度来看，其属于地理信息的范畴，两者都具有显著的空间特性；可将气象信息看作为多维空间的点集合。而GiS不但可以采集、输入、编辑、存储、管理、空间分析、查询输出和显示空间和属性的数据，系统用户可以利用GiS进行有效的预测、监测、规划管理和决策管理。由此可见，气象业务中GiS技术的应用，不仅可以有效加强管理气象数据，还能够提高预测、监测天气的质量。
1、气象数据发挥的作用
地理信息系统依据气象角度而言，在气象灾害评估、天气预报、气象服务、集成分析等方面应用广泛。例如在气象灾害领域，利用GiS技术建立定量化的灾害损失评估模型并进行情景分析以及灾害监测，由此，制定防灾减灾规划及决策时可以依据GiS提供的科学依据来进行。在气象灾害评估中，GiS发挥的主要作用是：（1）灾情数据的提取和分析；（2）空间和属性数据查询、检索、统计和显示的基础；（3）基础背景数据的管理；（4）灾情的可视化表达；（5）灾害演进过程模拟平台。
2、可靠的依据
随着生活质量的日益提高，气象信息已经深入到人们生活的方方面面，成为人们日常生活不可或缺的部分，随着科学技术的不断提高，气象服务越来越倾向于针对性、人性化的发展，首先，气象预报能够未来2到3天、一个星期、一旬的天气情况，其预报实效明显延长；其次，气象预报的内容更加丰富，更加精确。例如增添了贴心提醒，包括空气质量情况是否适宜运动，根据紫外线指数，适宜穿什么样的衣服等等，甚至连感冒指数、旅行指数等等都能贴心的提供。
3、GiS的可视化
GiS的可视化逐渐走向成熟。一方面，空间数据的统计学工具由GiS中的地理统计功能所提供，对于三维空间离散点来说，该工具能够插值生成连续表面，并生成图形显示预测表面，进行趋势分析、概要统计等。可以利用实际采样值来评价预测模型。同时可以误差估计预测表面的结果，实现预测表面的生成。另一方面，基于internet的webGiS是一个亮点，它主要提供空间信息网络的信息系统，其优点在于使用B/S（Browser/Server）网络结构，GiS与web的结合使得气象服务信息的与共享更加简单。常用的webGiS产品有arcimS，其优点有：（1）支持海量数据；（2）支持负载均衡；（3）利用互联网协议实时气象数据、交互式地图和元数据的服务器软件；（4）支持大量并发，不限客户端的用户数量。
三、GiS气象业务解决方案设想
1、数据库层
数据库层主要有三大部分构成，即元数据库、基础空间数据库、机构人员数据库。其中元数据库主要描述整个数据库并对空间数据进行说明，然后保存GiS应用集成框架的配置信息；基础数据库是GiS应用的核心，主要负责存储和管理各种基础地理数据。机构人员数据库主要是给GiS应用集成框架提供各部门、人员的详细信息，然后进行人员、机构设置及其权限分配。
2、数据访问层
数据访问层主要是通过空间数据访问引擎来提供空间数据和非空间数据的访问。一般可采用aDo/、JDBC等来对非空间数据进行访问。
3、GiS应用集成框架
GiS应用集成框架是一种可定制、可扩展的应用系统框架，能够提供插件开发机制，按照所需要的GiS功能，用户可自行随时扩充。鉴于气象GiS应用所要求的分析功能以及制图功能比较严格，所以，GiS应用集成框架设计成一个C/S架构的客户端。各种功能都可通过“组件”在此框架中插入到系统，可应用常见的开发工具对组件进行开发，待完成之后，通过组件注册（由框架提供）和使用机制将其添加到系统中。
4、气象GiS组件
气象GiS组件主要组成部分为专业气象GiS组件和公共气象GiS组件。各种专业气象GiS组件的功能模块组成了公共气象GiS组件，如GiS的编辑功能以及制图、浏览功能等等。专业GiS组件集成可调用公共GiS组件提供的调用接口。
5、气象信息webGiS系统
气象信息webGiS系统以地图为载体，可以将可视化信息利用webGiS平台在internet和intranet上。基于internet的气象信息，鉴于系统的安全性，被划分到外网的范畴，采用文件拷贝方式进行数据交换，与内网之间采用了物理隔离方式。
结束语：GiS技术在气象业务中的有效应用不仅能够提高气象服务产品的可视化水平，实现高效灵活的气象制图功能，还为进一步开发地区性及全国综合性决策服务系统提供了一个良好的建设思路。可见GiS技术在气象上的应用具有重要的现实意义。
参考文献
气象统计分析篇4
关键词蒸发；气象条件；影响因素；观测；主成分分析
中图分类号p426.2文献标识码a文章编号1007-5739（2015）19-0249-02
abstractthroughinterceptingtheobservationdataofShenyangweatherStation（54342）inmay2013，theprincipalcomponentaffectingevaporationwereanalyzed，todetermineoccupyingproportionofinfluencefactorsofevaporation.theresultsshowedthatthemainmeteorologicalfactorsthataffecttheevaporationwerethesurfacetemperatureandrelativehumidity，followedbywindspeed，sowindspeedplayedthelessimportantroleinaffectingevaporation.
Keywordsevaporation；meteorologicalconditions；influencingfactors；observation；principalcomponentanalysis
随着气象行业的快速发展，对观测气象各要素的指标要求也日渐提高，由于风向风速传感器得到了越来越多的应用，尤其是风向风速传感器承担着国家气象和海洋预报的重要任务，其预报的准确性直接承载着国家天气和海洋预报的准确度，因此对风速传感器的研究也提上日程。蒸发是热量平衡和水分平衡的重要组成部分，与国民经济紧密相连，尤其在现在全球变暖的大趋势下对于蒸发的研究不容小视。蒸发过程涉及到土壤、水分等变化，从而会在一定程度上影响大气、天气的变化，气象行业在着手研究气候问题的同时，也越来越重视蒸发过程的研究，然而辽宁地区关于蒸发方面的研究较少，因此正确认识蒸发与气象因子的联系[1-3]，对于农田、水利等相关部门都会有一定积极的帮助和影响。这类问题的研究多采用主成分分析方法，以风向、风速、降水、温度、相对湿度、海平面气压为自变量，通过数据分析，逐一判断其在影响蒸发过程中所占有的比重，以及风速产生的影响。
1概述
1.1多元分析法
研究多个自变量与因变量相互关系的一组统计理论和方法，又称多变量分析。多元分析是单变量统计方法的发展和推广。主要内容有多元回归分析、主成分分析、判别分析、因子分析、对应分析、聚类分析、典型相关分析和多维标度法等。
1.2风向风速传感器计量性能要求
风速测量范围（1～60）m/s；启动实际风速不大于115m/s；被测风速传感器显示风速与实际风速应呈线性关系，非线性误差在1～5m/s范围内（含5m/s）≤0.120m/s，5～30m/s范围内（含30m/s）≤0.40m/s，30m/s以上≤0.60m/s；被测风速传感器显示风速修正值的绝对值≤|0.15m/s+0.102×被测风速传感器显示风速|；风速传感器测量结果扩展不确定度。
2主成分的求解步骤
（1）计算协方差矩阵。对样品数据的协方差矩阵Z进行计算。
（2）Z的特征值和特征向量。协方差矩阵Z的特征值计算λ1≥λ2≥…≥λp>0。
a1=a11a21？噎ap1，a2=a12a22？噎ap2，…，ap=a1pa2p？噎app
则原始资料X矩阵的第i个主成分为Fi=ai′X，i=1，2，…，p。
（3）选择主成分。计算主成分得分，计算n个样品在m个主成分上的得分：
Fi=a1iX1+a2iX2+…+apiXp，i=1，2，…，m
3原始数据的标准化处理
4应用实例
试用沈阳市气象站（54342）2013年5月1―31日的气象数据，试做影响蒸发的气象条件主成分分析，从而确定风速在其中影响的比重。通过分析，提取了与蒸发有关的气象要素为风向、风速、降水、最高温度、最低温度、相对湿度、海平面气压[4-6]。本案例选用SpSS19中文试用版来计算主成分，具体步骤如下。
（1）数据选取与导入。选取沈阳市气象站（54342）2013年5月1―31日的气象数据，并将所用数据存入excel表中（表1）。
（2）气象要素属性值。站号、观测时间、风向、风速、降水、最高温度、最低温度、相对湿度、海平面气压的属性值如图1所示。
（3）数据分析。打开SpSS19，将数据表导入SpSS数据编辑器中。点击“分析”“降维”“因子分析”，打开因子分析对话框（在SpSS软件中，主成分分析与因子分析均在因子分析模块中完成）。在对话框中选取要做主成分的气象因子，输入到“变量”中。在“抽取”中可以设置主成分参数。之后点击“确定”即可得到主成分。
（4）结果分析。第一主成分（y1）和第二主成分（y2）为：
y1=-0.742x1-0.919x2+0.372x3+0.937x4+0.805x5+0.078x6+0.833x7
y2=0.249x1-0.179x2-0.650x3+0.133x4+0.162x5+0.872x6+0.091x7
从表1～4中可见：影响第一主成分的气象因子主要为最高温度和最低温度；影响第二主成分的气象因子主要仍为温度，其次为相对湿度和风速。故影响蒸发的主要气象因子为地表温度和相对湿度，其次为风速，可见风速在影响蒸发中起的作用并不大。
5参考文献
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气象统计分析篇5
【关键词】气象数据云计算私有云Hadoop
1背景
目前气象预报主要使用4种预报处理方法：第一种是经验预报方法，在天气图形势预报的基础上，根据天气系统的未来位置和强度，对未来天气的分布做出预测；第二种是统计预报方法，通过统计某一现象在历史的特定环境条件下出现的概率，从而推测出在未来存在类似环境时出现的可能性；第三种是数值预报方法，利用大气运动方程组，在一定的初值和边值条件下对方程组进行计算，预报未来的天气；还有一种是集成预报方法，即把不同预报方法对同一要素的多种预报结果综合在一起，进而得出一个优于单一预报方法的预报结果。
气象数据独立存在几乎没有价值，但往往配合其他数据，就会产生综效。从海量的气象数据众挖掘与其他商业活动的关联，从而实现精准营销和精确预报具有很重要的意义。目前，空管局气象中心有着海量的气象数据，包括了各类结构化和非结构化的数据，mm5，wRF等气象数值预报模式每天的计算量更是惊人。气象预报的精度也从几百公里、几十公里提高到几公里，大大增加了模式的计算量。这需要配置很高的硬件才能实现，目前信息中心的数值预报每个计算模式是4台linux系统并行运算，该模式对硬盘的可靠性要求高，节点的接入和去除也比较复杂。因此如何高效的从这些海量数据中挖掘气象历史规律，有效地存储、处理气象大数据已经成为急需解决的问题。现在，云计算技术可以为气象大数据服务提供技术支撑。
2openstack建设私有云
openStack是由美国国家航空航天局和Rackspace合作研发的，以apache许可证授权，并且是一个自由软件和开放源代码项目，它是一个云平台管理的项目。部署openStack主要有三个核心开源项目，nova（计算）、Swift（对象存储）和Glance（Vm存储库）。nova提供了跨服务器网络的Vm实例的管理，它的应用程序编程接口（api）为未知物理硬件和系统管理程序提供了一种计算编排方法。Swift项目可通过配置了普通硬盘的标准服务器提供可伸缩的冗余存储集群，可用于主要是静态数据的长期存储。Glance为nova能够使用虚拟磁盘映像提供了一个存储库，提供了一个api来注册磁盘映像，还提供了磁盘映像校验和、版本控制（和其他元数据）以及虚拟磁盘验证和审计/调试日志.
目前全国七个空管局的气象中心信息室之间网络连接，数据共享。用于报文和气象产品分发的通信机为类linux系统（aiX或者linux），本文构想七个空管局气象中心用openstack搭建一个私有云。服务器、网络、存储的虚拟化，不但合理使用了各局之间的硬件，而且实现了数据的异地备份，节点的添加和去除也很方便。
该云计算数据中心整合了存储系统、刀片服务器以及小型机等，通过虚拟化、自动化、虚拟存储等技术将气象数据处理业务系统集成统一管理，构建了统一架构的应用服务平台，针对各种应用的维护、管理、升级均在服务器端实现，减少各地区管理员的维护和日常工作任务。云计算数据中心的用户交互接口以web方式向用户提供。首先是针对物理资源虚拟化，虚拟化机制将具体的物理计算特性加以封装隐藏，对外提供统一逻辑接口，从而屏蔽物理设备多样性带来的差异，实现了服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化.目录服务是用户可以访问的服务清单，监控统计用于监控用户申请资源的运行情况，进行用户使用节点情况的统计。用户端在原有较低资源配置情况下实现远程高强度计算和大存储容量的工作。这种模式可以很好地解决当前空管局气象中心信息室的资源难共享、数据不一致等问题，提升资源的利用率，当然也可以在一个中心单独部署，方便管理和维护所有应用。
3用Hadoop挖掘气象数据
3.1mapReduce处理技术
搭建云计算数据中心实现服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化，方便了系统管理，也为hadoop云计算软件的工作提供了基础。Hadoop包括Hadoop内核、mapReduce、Hadoop分布式文件系统（HDFS）以及一些相关项。
mapReduce通过把对数据集的大规模操作分发给网络上的每个节点实现可靠性，每个节点会周期性的把完成的工作和状态的更新报告回来。如果一个节点保持沉默超过一个预设的时间间隔，主节点记录下这个节点状态为死亡，并把分配给这个节点的数据发到别的节点。每个操作使用命名文件的不可分割操作以确保不会发生并行线程间的冲突；当文件被改名的时候，系统可能会把他们复制到任务名以外的另一个名字上去。如图1所示。
（1）与传统的计算方法相比，基于mapreduce模型编写整编算法的优越性主要体现在以下几个方面：mapreduce计算模型是分布式的，它充分利用了多个节点的计算能力和i/o带宽，将原本集中在一台单机上依靠顺序运行的算法改为可以并行运行，使得在较短时间内最大程度利用了现有空闲资源。
（2）map和reduce之间的中间结果不需要程序干预平台，本身会将所有map出的结果进行处理，省去用户程序中对大量中间结果的存储和处理，简化用户程序逻辑。
（3）mapreduce计算模型下任务运行更灵活。由于计算任务本身无需对数据源范围进行框定，所以可在不修改任务界面和程序的情况下，完成对不同时间段历史资料整编值的计算。
3.2气象数据挖掘
数据挖掘是气象数据处理的重要组成部分，从已知数据集中发现各种模型和概要的过程，其实数据挖掘是一个循环反复的过程，首先利用一些分析工具对数据进行检查，从某一个方面对数据进行分析，可能对数据做一些修改，然后又回到开始，应用其他的分析工具，获得一个不一样的或者更好的结果。尽管如此，数据挖掘不是分析方法的随意应用，而是精心安排和摄入考虑，决定什么才是最有用、最合适的一个过程。数据挖掘的过程可简要归纳为：问题定义、数据清洗与集成、数据选择与转换、数据挖掘算法执行、以及结果的评估与表示。
目前，气象数据挖掘的方法主要有聚类分析、分类分析、时间序列分析、关联规则及孤立点分析、回归分析、依赖关系分析等，目前，有人采用聚类方法对气温数据进行处理，得到了很好的气候区划结果，还有人采用粗糙集方法对台风路径进行预测。
3.3实例
本文设计了一套测试方案，包括云平台集群构成、系统环境参数、并行任务、数据自身存储结构等。通过修改平台本身各项参数配置以及测试数据存储形式，分析云计算平台中map-reduce计算模型运算时效的各种因子，目前新疆空管局信息中心数值预报系统为4台linux并行，本文模拟该环境，虚拟化出4个系统，每个系统配置相同，系统版本为linux的一个分支CentoS7，主节点配置ip地址为：192.168.2.1，其他3个分节点配置ip为192.168.2.2，192.168.2.3，192.168.2.4.
测试使用了mm5的计算，根据计算测试，比较和分析传统计算模型与mapreduce模型的计算时效量级。云平台的管理上更便捷，云计算平台的计算能力和运行时效与云平台集群构成、系统环境参数、并行任务、数据自身存储结构以及服务器性能、最大并行任务数、单个任务计算量、平台稳定性等诸多因素有关，在其他参数不变的情况下，任意两参数之间也并不是简单的线性关系。
hadoop在任务调度时，任务初始化时间和寻址时间在任务整体运行时间的比例是决定任务时效能否提高的重要标准。由于基于传统小文件方式运行的任务初始化时间和寻址时间占总体任务的很大一部分，所以可优化空间较大。
4小结
目前空管局气象中心的数值预报的并行预算，节点管理麻烦，存储管理相对云平台也不可靠，使用openstack搭建空管局气象中心的私有云，在现有基础上将民航气象中心及全国七个地区民航气象中心构成为八个大型航空气象计算和存储中心，该云中心拥有十到百万亿次计算能力和tB到pB级产模式。服务器、存储、网络均虚拟化，不但简便了管理，降低运营成本，减少故障率，更是在此基础上搭建hadoop的云计算，数据挖掘历史数据。mapReduce分布式处理技术可以有助于气象大数据的处理与分析。本文设计的云环境下的气象大数据服务框架为气象行业大数据服务奠定基础，提供了一个技术参照。云环境下气象大数据的服务与应用可以加速气象行业信息化进程、加快各地区空管局气象部门信息共享、完善异地灾难备份方案。云平台的适当应用能解决现有气象业务中一部分科学计算任务面临的问题，所以探索和开展基于云计算平台的通用大数据量科学计算的适用性和可行性是有意义的。
参考文献
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气象统计分析篇6
关键词：计算机系统网络安全气象通信
随着我国计算机及网络技术的日新月异,计算机网络技术已经广泛运用在各个科学领域,而计算机网络技术也融入到我国的气象事业的各个方面,气象信息的收集与处理、气象情况的运算以及保存等都离不开计算机网络系统。此外,与其他国家的信息共享和气象业务处理也离不开计算机网络。因此,如何提高网络系统的安全性,使其更好的为气象通信服务,是现阶段我们要思考的问题。
1、计算机网络应用在气象通信中的重要意义
1.1计算机网络系统提高了气象预报的准确性
随着我国科技的进步,中央气象管理部门通过引进国外先进技术,创新性的开发了以计算机系统为核心的气象预报分析系统。该系统交互功能强大,很容易将各种气象数据和图像直观的显现在气象工作人员面前,此外还可以通过叠加、放大和卫星云图等技术来提高天气预报的准确性。该系统具有实用性强和自动化水平较高等特点,有效的推动了气象业务部门工作的自动化和规范,提高了天气预报的准确性及可靠性。
1.2计算机网络系统加快了气象信息的处理效率
计算机网络系统使我国的气象通信工作从人工接收信息到分析信息,再进行处理信息的模式转变为由计算机自动接收、分析和处理信息的模式,气象通信的效率得到了显著的提高。由我国自动研发的计算机网络系统成本低,功能先进而实用,通过计算机系统的工作大大的提高了气象通信处理效率,同时也减少了气象工作人员的人为误差。
1.3计算机网络系统有助于提高卫星资料的计算能力
此外,计算机网络系统还可以提高气象资料处理能力。气象卫星资料的接收和处理都是由计算机系统自动完成的,计算机可以通过网络把多个气象卫星联系在一起并进行综合分析和处理,通过不同的气象卫星收集到不同的气象资料,并做出最正确合理的气象预测。气象资料属于重要的气象信息资源,其信息的数量庞大,既包括过去的资料,也包括现阶段的记录。如果利用人工进行分析和处理那么难度就会较大,工作效率也低。计算机网络系统的应用大大提高了我国对气象资料的处理能力,更好的促进了社会主义市场经济的发展。
2、计算机网络应用于气象通信中的不安全因素
2.1气象通信中计算机系统存在的网络漏洞
计算机系统的网络运行的环境包括计算机硬件、软件以及网络连接几个部分。气象信息系统在运行过程的中,需要得到计算机的操作系统和网络软件的支持。一般来说,气象信息系统软件通常使用windows系统,这些系统自身都带有漏洞,在联网时会遭到病毒或者人为因素的破坏。气象通信系统自身研制出来的各种应用软件和一些网络应用协议,也都有可能存在一些缺陷,出现被攻击的漏洞,虽然大多数都能得到解决,但是有一些没有被解决的漏洞可能会成为攻击者的目标。此外,网络自身的故障也可能会导致数据的丢失。
2.2气象通信网络中的计算机病毒
病毒的扩散面极广,对系统文件和信息具有破坏性的特点。病毒还可以通过格式化计算机的硬盘,改写计算机中的文件信息或者删除计算机内的文件等手段来破坏计算机中的数据。有些病毒甚至可以改写程序编程中的内容。随着网络时代的到来,计算机病毒的传播变得更加广泛。由于气象通信与互联网之间紧密相连,这就使气象通信中的计算机受病毒感染的可能性增加。
2.3计算机黑客对气象通信网络的进攻
网络中的气象信息安全包括信息存储安全和信息的传输安全。网络黑客的数量随着网络技术的普遍使用也变得越来越多,计算机网络上存在很多的黑客软件。气息通信网络如果被黑客入侵,就会导致网络中的数据被盗走。此外网络黑客还会通过传递木马、下载病毒等手段攻击气象通信系统中的数据库,造成网络系统服务的中断。有些黑客也可能侵入气象通信网络系统中的文件服务器,随意篡改数据信息,导致气象系统的崩溃等。
3、提高气象通信中计算机网络安全的措施
3.1做好计算机网络的病毒防范
计算机病毒防范的措施之一是及时作好系统的补漏工作。为了保证气象数据信息的完整性、可靠性以及保密性,要及时下载系统的补丁程序,避免计算机病毒的渗透。例如可以在网关、服务器和客户机等各个节点严密把守,以防止计算机病毒的破坏,保证网络的安全。同时要建立起时刻预防病毒入侵的意识,最大限度地增加计算机网络的安全性能。
3.2加强气象通信计算机网络的日常维护
为了确保气象通信业务的正常使用,气象单位要做好计算机网络系统的定期维护工作。例如要定期清理系统中的应用软件以消除隐患、清除系统垃圾;应定期检测计算机设备的运行情况,如果发现病毒感染就立即清除,防止病毒的扩散和蔓延。
3.3加强气象通信部门的行政管理工作
此外,气象通信部门还要加强系统内部的行政管理工作,制定有关气象通信网络使用的规章和制度,以确保计算机网络系统的安全的运行。管理策略包括制定有关网络操作和使用的规程,工作人员出入机房的登记,以及制定网络系统的管理维护制度和相应的应急措施等等。
参考文献
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气象统计分析篇7
【关键词】气象应用计算机技术应用实现
1计算机在现代化气象的应用必要性
现代化气象业务中，计算机发挥着无可取代的作用，计算机无论作为信息交流、资源共享、管理存储、还是实性运算无处不凸显他的能力。
1.1计算机网络应用到气象服务中是顺应时展的趋势
社会发展离不开科技的进步，同样气象业务的发展也离不开社会的进步。所以气象业务部门要发展就需要引进高科技来改革自己的服务和管理模式同时也要注重自身建设。
1.2气象业务自身的发展也离不开计算机网络
随着社会的发展和生活质量的提高，人们对气象业务的要求也越来越高，如果气象业务不去创新，只是停留在原来的基础上，那么就无法满足这个社会的发展，所以为了气象业务能更好的存在，只有不断的提升和发展自己。
1.3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精确度和及时的信息反馈，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。
2计算机网络技术在气象应用中的主要作用
2.1提高了对气象卫星资料的计算能力和处理能力
计算机网络系统能够自动接收和处理气象卫星资料，通过网络综合分析和处理联系在一起的多个不同的气象卫星收集到的不同的气象资料，从而使做出的气象预测更加正确合理气象资料是气象信息资源的重要组成部分，具有包括过去的资料和现阶段的记录等的庞大的信息数量，其分析和处理的难度是人工作业不可想象的，工作效率也会是相当低下的而计算机网络系统的应用则大大提高了我国对气象卫星资料的计算能力和处理能力，从而更好地为社会主义市场经济和社会主义现代化建设服务。
2.2加快了气象信息的处理效率
计算机网络系统在我国气象通信中得到广泛应用后，传统的“人工接收信息分析信息一一处理信息”的模式已经被淘汰，现代的“计算机自动接收信息一一自动分析信息自动处理信息”的模式得到了广泛的运用，从而显著提高了我国气象通信的效率我国自主研发的计算机网络系统具有较低的成本投入和较为实用而先进的功能，运用计算机网络系统处理气象通信信息，其处理效率得到了显著的提高，同时也使气象工作人员的人为误差降到了最低限度。
2.3提高了气象预报的准确性
气象预报分析系统是以计算机系统为核心、有我国中央气象管理部门在引进国外先进技术的基础上，创新性地开发出来的一种计算机网络系统该系统具有强大的交互功能，能够很容易地在气象工作人员面前呈现出各种气象数据和图像直观的显现，与此同时，还可以通过、叠加、放大卫星云图等先进技术促进天气预报准确性的极大升该系统的显著特点就是具有较强的使用性和较高的自动化水平，气象业务部门工作的自动化和规范化在其科学的运用下得到了有效的推动，从而使天气预报的可靠性和准确性得到了极大程度的提升。
3计算机软件技术在气象中的应用
3.1要挑选适合气象业务的计算机软件
如今计算机软件技术发展迅速，各类软件技术层出不穷，要选用适合气象业务的计算机软件设备。气象业务要处理的数据种类繁多，数量极大，既需要一个方便快捷的服务平台，也需要一个容量巨大的数据库。因此这一软件符合气象选用软件的标准。
3.2要充分利用计算机技术软件的功效
将科学技术应用到生产生活中，就应该让其把功效发挥到极限。比如：一些预报员日常做的劳动，手工操作的工作，可以转化为计算机网络技术来处理，这种自动化的处理既节约劳动力，也节省时间并且精确度更高。再比如，一些数据资料的统计和整合，目的是方便查阅和调用，同样利用计算机技术软件处理起来更方便。另外还有信息的，这点毫无置疑网络的信息量速度都是最迅速的。
4计算机软件业务应用中计算机存在的隐患和造成的后果
4.1雷电
面对自然天气的影响，雷电袭击通讯时有发生，当雷电突然袭击地面时，强大的电流能击穿土壤的地表，再击穿电缆的外皮，最后直接入侵计算机气象系统，导致系统的瘫痪，甚至雷电通过计算机的连线设备入侵到程序系统造成更加严重的如火灾、电脑崩溃等危害。
4.2病毒
气象通讯业务的进行常用的系统是windows，而windows系统本身也具有开发性，所以自身存在有各种漏洞，很容易成为病毒入侵的对象。这些病毒是人为编制的一组指令或程序代码，通过某种途径潜伏在计算机程序，当达到某种条件后会被激活运行，对计算机资源进行破坏，一般的病毒具有顽固并且疯狂的繁殖传染性，给社会造成很大损失。
4.3黑客
黑客给人的理解是个中意词，是指一些电脑水平高超的专家，利用自己掌握的高科技技术维护网络的和平安全，因为他们可以利用某些手段入侵到某些限制级的网站或对一些公众网站进行干扰攻击等。不安全的因素给气象业务信息的存储和传输带来了隐患，黑客软件的下载，木马传递偷盗都对数据资料造成破坏，部分黑客会篡改计算机数据，导致气象系统崩溃。
4.4计算机自身系统
计算机系统由硬件和软件两部分组成，硬件主要是高速运算处理的部件，软件是支持运行的程序。操作系统的成熟使一种机型系列需要选择不同软件，硬件配置，满足不同行业用户的需求。相对于气象行业，随着气象产品的不断更新换代，如notes平台的升级处理都需要成熟的硬件和软件配套设配，，所以低端配置的计算机会因为承载不了复杂的大型数据系统而黑屏或部件毁坏。
5结语
计算机技术应用于气象行业提高了气象行业部门的工作效率，使其做到及时快速地传递和接收气象信息，更好地满足社会生产生活的需要，同时，也为气象行业实现现代化建设提供了技术支撑。
参考文献
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气象统计分析篇8
wRF和mm5对2008年6—9月温度数值预报结果的对比分析晏晓英药明王雅君(5)
大连机场雷雨天气预报初探李革韩韡田丽(8)
两次倒槽暴雨过程的对比分析应爽谢静芳董伟(10)
基于全球气候模式输出信息的中国冬季气温区划高晓获江志红(14)
2004—2006年日本数值预报产品分析检验邢凤娟王黎黎郑天赋(19)
2008年8月1日吉林省暴雨天气分析胡长雷张智勇任晓峰韩庆红(22)
辽源市东辽县境内一次下击暴流的分析侯雪松关志宇王新国(27)
计算机应用
浅析Linux系统的安全机制及防护策略吉林气象裴建勋王程程赵男(30)
吉林省气象部门教育培训报名管理与统计功能的实现余清波胡艳全熊英支平(34)
防雷工程
粮库草囤场地直击雷防护方法的探讨白亚森孙海龙高继才(36)
防雷装置检测中常见疑难问题分析及解决办法胡洪泉(38)
观测园地
如何做好自动站年报表编制和预审王猛黄式琳李华(39)
工作研究
浅析行政处罚自由裁量权的规范控制黄秋红(42)
对省级电视天气预报节目制作的思考章娜李田章劲松(45)
其他
2009年《吉林气象》总目次(47)
无
2009年科普日暨吉林省第七届科普周活动掠影刘敏(F0002)
边界层风廓线产品在一次短时强对流天气中的应用孙钦宏刘海峰(2)
吉林省单站暴雪特征分析及评估方法饶维平袭祝香(5)
吉林省30年雷暴日特征统计分析王羽飞朱峰隋朝阳(9)
吉林省春季沙尘天气特征分析及其与气象要素的关系杨哲王宁段有(11)
2008年闪电定位资料在松原市强对流天气中的特征分析邢凤娟关志宇王超颖(16)
吉林省松原市近50年冰雹气候特征及防灾减灾对策王超颖黄式琳邢凤娟王忠范(19)
一次暴雪空报的诊断分析和预报探讨王松华李玉香(22)
长白山西坡小区域降水特点分析刘相刚周海霞(25)
人工影响天气
吉林省人工增雨潜势天气概念模型的建立倪惠孙鸿雁(27)
应用气象
吉林省西部草地退化遥感监测分析刘珂任红玲王杰唐晓玲(30)
防雷工程
松原市松花江斜拉大桥防雷技术服务方法的探讨白亚森于长富(33)
等电位连接设计安装中容易出现的问题及处置措施胡洪泉(35)
加油站的综合防雷石升华邵连杰(37)
观测园地
自动站报表制作一些技巧宁刚李守金石升华谭俊涛(39)
地面气象观测对资料影响初探杜红杨英姿(41)
大气成分
白城市酸雨、干尘降监测评述韩智平冷淑平陈剑(43)
气象影视
关于中国气象频道本地插播的思考和探讨李田王灵玲章娜(45)
工作研究
开展局务公开工作的几点做法于树赢(47)
利用卫星遥感和常规观测的积雪资料分析吉林省积雪特征孙凯军胡中明(2)
一次大范围春季降水的雷达回波分析陈婷婷王新国(5)
草（雪）面温度变化特征分析及预报方法的探讨王宝书张瑛刘刚(6)
2007年初夏高温干旱天气分析朱丽华刘晓东张磊(9)
白城市近46年气候变化分析蔡丽丽李国栋(11)
每季天气
吉林省2007年秋季气候特点及其环流特征程红军(15)
人工影响天气
吉林气象两种不同云室进行冰核检测的研究张景红汪晓梅熊尚清(16)
机载GpS数据传输系统的升级改造刘健米长树蒋彤许乐(20)
松原市两次强冰雹过程消雹对比及效果评估王黎黎王超颖邢凤娟(22)
防雷工程
论防雷工作中静电的危害及其接地防护措施吕晓东(25)
防雷接地电阻偏离真值的探讨孟刚于宝和(26)
计算机应用
GraDS绘图最初设置及转换方法宋静田敬生(28)
地市级加密气象资料监控与分析应用软件董伟高玉庄蒋立(32)
新一代天气雷达的异地实时调用与动画显示系统杨秀峰杨志东(36)
应用气象Http://
丰产优质速生杨的引种试验朴哲邓奎才柴庆荣全虎杰(37)
观测园地
有关自动站月报表预审工作的几点体会赵淑红张辉庄连弟(40)
日照纸涂刷的要领庄连弟赵淑红(41)
自动气象站建设
观测场照明电路造成自动站温度异常故障分析鲁长海岳立成周华(42)
oSSmo2004软件故障解决方法三则刘春辉毛洪英(44)
ae31黑碳仪磁盘操作系统引发的故障原因及分析张昊喆鲁长海赵雪明(45)
工作研究
延边州雷电防护工作的现状及对策研究吉林气象张凤歧林飞(47)
省委常委、常务副省长田学仁在全省气象工作会议上的讲话(2)
深化改革加快发展为我省经济社会又好又快发展做出更大贡献秦元明(4)
天气与气候分析
吉林省2005年夏季降水特点及多雨成因张丽石大明刘实(12)
吉林省中西部地区春季第一场透雨气候预测方法初探程红军蒲晓明(16)
长春市雷雨大风的影响系统及环境场特征分析杨雪艳张瑛崔显成(19)
利用GoeS9静止卫星的pGm云图辨别雾区方法初探孙钦宏(23)
影响龙嘉国际机场飞行活动的雷暴特点宋金花(26)
科普园地
雾闪及其危害郑桂眉周立华(30)
人工影响天气
吉林地区一次积层混合云宏微观结构特征观测分析崔莲郭学良杨军(31)
计算机应用
吉林气象吉林省四部五公分雷达组网拼图技术研究及实现王新国(35)
防雷工程
浅谈雷电灾害风险评估朱峰迟良勤林明志胡洪泉(38)
防雷建审中常见的几个问题高洁(42)
气象服务论坛
“12121”气象信息综合处理系统简介曲长波(43)
气象装备
自动站模拟信号测试仪李广智赵雪明张昊喆(45)
数字与补偿式微压计平行对比实验与分析魏运芳阎增奎赵汝斌(46)
利用GiS创建吉林省市、县级乡镇预报业务平台刘海峰张智勇(2)
吉林地区春季大雪天气的大气环流形势分析胡长雷张巍任晓锋(5)
吉林省雷电识别方法初探王忠范(8)
吉林省近50年气温概率分布变化特征隋波孙力刘实(12)
长春机场两种不同类型雷暴的对比分析时霞丽(16)
长春市紫外线指数预报方法慕秀香杨雪艳(19)
日本数值预报产品在温度预报中的释用应爽(21)
德国天气在线产品对洮南襦预报的检验分析杨哲段有呼喜森(23)
三次倒槽降雪的雷达回波初步分析王新国(25)
计算机应用
浅谈网络故障分析技巧李云峰姚志平曹斌(26)
“12121”优化软件简介曲长波(29)
气象统计分析篇9
[关键词]气象因素；呼吸道传染病；空间聚类统计；面板数据
[中图分类号]R562；R457[文献标识码]C[文章编号]1673-7210（2011）11（b）-153-04
RelationshipbetweenmainaspiratoryinfectiousdiseasesandmeteorologicalfactorsinnorthChina
HUoaimei,ZHaoDasheng,FanGLiqun,Caowuchun*
Researchinstituteofmicroorganismepidemilolgy,academyofmilitarymedicalScience,Beijing100071,China
[abstract]objective:todetectthehotspotareasofthefivemainrespiratoryinfectiousdiseases,andtoevaluatetherelationshipbetweenaspiratoryinfectiousdiseasesandweatherconditionsforprovidingscientificbasisonthepreventionandcontrolofrespiratorydiseasesinnorthChina.methods:thedataofincidenceofthemainrespiratoryinfectiousdiseasesandmetrologicalfactorsinnorthChinafrom1994to2000werecollectedandweremanaged，themeteorologicaldatawasfromnationalweatherServicemeteorologicaldatasharingnetwork.SpatialclusteringstatisticsbySatScan8.0wasusedtodrawthehigherincidenceareasofdiseases,andpoissonmodelofpaneldataanalysiswasperformedtoassesstheeffectsonrespiratorydiseasesresultedfrommeteorologicalfactorsincludeairtemperature,humidityandsunshine.Results:thespatialclusteranalysisshowedthatthedistributionsofrespiratoryinfectiousdiseasespresentasignificantspatialheterogeneity.themeteorologicalfactorsanalysisshowedthattheincidenceoftuberculosiswasnegativelycorrelatedwiththeaveragemaximumtemperature(iRR=0.507,p
[Keywords]meteorologicalfactors;Respiratoryinfectiousdiseases;Spatialclusteringstatistics;paneldata
温度、湿度、降雨和日照等气候和天气对人类健康有一定的影响[1]，气候对人群死亡率和发病率的影响是目前国内外研究的重点和热点，尤其是在传染病研究领域[2-4]。为了解华北地区麻疹、百日咳、流行性脑脊髓膜炎、猩红热、肺结核等5种呼吸道传染病的分布及其与气象因素的关系，探讨影响该地区传染病流行的主要气象因素，为有针对性地采取预防和控制对策提供依据，本研究利用中国华北地区1994～2000年气候资料年值数据集和同期该地区5种呼吸道传染病资料进行了分析，现报道如下：
1资料与方法
1.1一般资料
选择华北地区作为研究现场。疫情数据来自中国疾病预防控制中心1994～2000年各县（市区）呼吸道传染病（肺结核、麻疹、猩红热、流行性脑脊髓膜炎和百日咳）的逐年发病资料统计数据。县级数字区划图应用我国1∶100万数字矢量地图县的界图层提取生成。同期该地区的气温、湿度、降雨和日照资料来源于国家气象局气象数据共享网气候资料年值数据集。
1.2方法
1.2.1环境气象数据获取方法根据国家气象局提供的华北地区（北京、天津、河北、山西、内蒙古等5个省市自治区）95个气象观测站点的年平均气温、平均气温距平、平均最高气温、平均最低气温、平均相对湿度、最小相对湿度、降水量和日照百分率等气象数据，应用反距离加权空间插值技术[5]逐年生成华北地区栅格化的气象图；然后在arcgis9.0软件中将生成的各年度气温、湿度、降雨、日照图与县级界线区划图进行叠加，应用空间分析方法来提取各县市的气象指标。
1.2.2传染病空间聚类分析参照文献[5-7]方法，分别将5种呼吸道传染病的地理坐标与该地区每年的病例数相关联，然后采用SatScan8.0软件对传染病进行空间聚集性分析。空间聚类分析方法在地图中建立一个活动的圆形窗口（移动窗口法，movingwindows）来探测疾病的高发聚集区，窗口的大小和位置处于动态的改变之中，窗口的中心点在每个县的中心点之间移动，窗口面积（以包含的风险人口来衡量）在0与设定的最大风险人口之间变化，最大风险人口不超过研究区总人口的50%。窗口面积变化过程中只要发现新病例，就会通过计算其似然函数来测试窗口内与窗口外的风险性。统计量为LogLikelihoodRatio（LLR），公式为LLR=Log（c/n）c（[C-c]/[C-n]）（C-c）i（），其中C为总病例数；c为活动扫描窗口内病例数；n为活动扫描窗口内的预期病例数，当SatScan进行高发病率聚集区统计扫描时，当窗口内的观察病例数多于预期病例数时，指标函数i（）=1，反之则为0。最终选取LLR值最大的窗口为高发病率（或低发病率）聚集性窗口，确定此类所包括的地区，并计算该地区的相对危险度及检验统计学意义。为了评价疾病聚集区的统计学显著性，对华北地区主要呼吸道传染病进行空间聚类分析时，空间扫描统计被应用于检验县市的群体（窗口内）与剩余地区（窗口外所有县市）之间传染病的相对危险度相同这个零假设。为了避免在确定聚集区的位置及大小时产生选择性偏倚，空间扫描统计分析方法不先确定聚集区的尺寸和位置，而是通过对可变化尺寸及位置的窗口进行扫描统计，从而确定聚集区的范围。本研究应用回顾性高发病率空间聚类分析，其最大窗口半径为小于总人口的40%，对于每一个变动的窗口，该软件均应用二者风险性相等的零假设对窗口内外的危险性进行检验。将其结果导入arcgis，与行政区划边界数字地图叠加建立空间发病率专题地图（图1）进行显示，一类聚集区和其他聚集区分色进行表示。
1.2.3影响呼吸道传染病的气象因素分析在arcgis软件中，应用反距离加权空间插值技术[8-9]，对华北地区的温度、湿度、降雨量和日照等气象站点观测信息进行邻域加权平均，获得所有358个县市1994～2000年每年的气象信息年值。在时间序列上以“年度”为单位截取7个截面，在这些截面上同时选取358个县市的气象观测值，构成同时包含时间序列数据（年度）和截面数据（各县市的发病率）的面板数据，以各气象要素为自变量，各地区病例数为因变量，相应地区的人口数为暴露变量对每种传染病进行单因素分析，统计量采用一般最小二乘法（GLS）的随机效应（random-effects）估计[10]，计算其发生比率比（incidencerateratio，iRR）。iRR＞1表明因变量随自变量增大而增大，二者呈正相关，否则呈负相关。对各气象因素进行单因素分析和变量筛选。将单因素分析中p
1.3统计学分析
采用Stata10.0统计软件。传染病的发病率资料和气象变量呈偏态分布，对传染病的空间聚类、气象因素的单因素和多因素分析均采用泊松回归模型进行统计分析，并用伪R2对面板数据的泊松回归模型进行拟合优度检验。
2结果
2.1华北地区5种呼吸道传染病空间聚集比较
由表1可知，华北地区呼吸道传染病以肺结核、麻疹和猩红热为主，年均发病率分别为15.35/10万、3.19/10万和3.11/10万。其中，内蒙古自治区、河北省5种主要呼吸道传染病发病率较高，年均发病率分别为59.21/10万和42.84/10万；由图1（见封三）可知，不同类型呼吸道传染病的高发聚集区空间分布存在异质性，其中肺结核和流行性脑脊髓膜炎主要分布于华北东北部，麻疹和百日咳主要分布于华北西南和中部地区，猩红热主要在华北中部部分地区呈现小范围聚集分布。
2.2影响呼吸道传染病的气象因素（表2）
2.2.1单因素分析气温和相对湿度与肺结核、麻疹、流行性脑脊髓膜炎发病率呈负相关，而与猩红热和百日咳发病率呈正相关；日照百分率对麻疹和流行性脑脊髓膜炎发病率有一定影响；平均气温距平和降水量对发病率影响很小。
2.2.2多因素分析多水平泊松回归分析结果显示，肺结核发病率与平均最高气温呈负相关（iRR=0.507，95%Ci=0.475~0.540）；麻疹发病率与平均气温呈负相关（iRR=0.652，95%Ci=0.594~0.716），与最小相对湿度呈正相关（iRR=1.206，95%Ci=1.161~1.252），与日照百分率呈正相关（iRR=1.769，95%Ci=1.660~1.886）；猩红热发病率与平均气温呈正相关（iRR=4.271，95%Ci=3.553~5.134），与平均相对湿度呈正相关（iRR=1.555，95%Ci=1.432~1.688）；流行性脑脊髓膜炎发病率与平均气温呈负相关（iRR=0.610，95%Ci=0.546~0.681）；百日咳发病率与平均相对湿度呈正相关（iRR=1.527，95%Ci=1.310~1.780）。上述相关关系均有统计学意义（均p
3讨论
本研究表明，不同地区的呼吸道传染病发病率有明显差异。气候条件影响呼吸道传染病的蔓延[11]。气温是影响呼吸道传染病发病率的主要气象因素，对于传染病的发生和流行所起的作用不容忽视。肺结核、麻疹和流行性脑脊髓膜炎均与气温呈显著负相关（p
潮湿和通风不畅也是各种传染病高发的主要气象条件。麻疹是儿童最常见的急性呼吸道传染病之一，在我国以寒冷的冬季较多发生，其发病主要与气温和相对湿度有关[3]。除气温外，麻疹病毒对湿度较为敏感，湿度越大，病毒在空中停留时间也越长，传播的机会越大。麻疹在西部地区高发，流行性脑脊髓膜炎在北部地区高发，除了有病毒和疾病传播相适应的天气及气候条件外，与该地区疫苗的接种情况也有很大关系。百日咳多流行于冬春季，且多分布在温带地区，与该地区的湿度有一定关系，因为百日咳杆菌在干燥环境下不能生存。
猩红热是由乙型溶血性链球菌引起的急性呼吸道传染病，该病全年均可发生，但冬春季相对较多[13-14]。春季气温持续升高会导致细菌大量繁殖，是猩红热发病率升高的主要诱因之一，潮湿和通风不畅也为空气中的细菌、病毒等病原体的生长繁殖创造了有利条件。北京典型的暖温带半湿润大陆性季风气候为猩红热的发病提供了必要条件。此外，流动人口是传染病暴发流行的高危人群，对疾病的暴发流行起到了加剧的作用，这也是北京作为猩红热高发区很重要的社会环境因素，也为传染病的防治工作提出了一个有待解决的问题。
研究还表明，日照与呼吸道的发病率有一定的关系，如麻疹的发病率与日照百分率呈正相关，以往的研究中也有相似的结论[13]，但不同地理区域的自然气候条件与呼吸道传染病的精确关系还有待于进一步的深入研究[15]，而且疫情的暴发和流行还受研究区域的社会环境和其他诸多因素的影响。本研究结果主要依据相关气象因素年平均值，不能很好地反映季节性变化[16]。此外，气象因素对不同种类传染病发挥的作用不同，这不仅与不同传染病病原体的生物学特性密切相关，而且可能受传染病不同流行环节的影响[17]。传染病的发病原因较复杂，与人体自身免疫力、病原体、社会保健水平及预防控制措施等因素均有关系，多种因素对传染病的综合影响还有待于进一步研究和探讨。
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气象统计分析篇10
关键词：监控系统二次开发；实时监控
1.辽宁气象资料综合监控分析系统的二次开发
1.1辽宁气象资料综合监控分析系统
随着计算机技术的普及与应用，原本旧的管理方法越来越不适应现在社会的发展，手工操作模式严重地阻碍了气象事业的发展，为了适应现代社会人们高度强烈的时间观念，监控系统为工作生活带来了极大的方便。气象设备运行过程中，由于实时数据产生，对于这方面的数据即时监控十分重要，所以开发出了本系统。本系统可以直观地对全省分布的自动站进行地图式的检索，并且可以对数据进行图表式的查看。
1.2对系统进行二次开发的必要性
按照中国气象局综合气象观测系统发展指导意见要求，为进一步增强综合气象观测业务对公共气象服务和预报预测业务的支撑作用，实现综合气象观测系统的科学发展，根据可持续性原则，加强观测方法、观测技术和仪器装备自主开发力度，推进现代化建设，提升综合观测能力，实现地面基本气象要素自动化观测，提出气象资料综合监控分析系统二次开发项目。
目前我省有部级自动站61套，其中大连8套，其他地区53套，区域加密自动站1095套，而且未来还将继续增加。随着业务量的不断增加，很多问题随之而出，自动站数量多、站点分布分散、各地市县维修监控速度跟不上，由于本系统开发之初，对于网络构造与数据库结构环境预见不足，故需要对本系统进行二次开发，以实现监控实时数据及历史数据查询、实时到报告警等功能。
2.辽宁气象资料综合监控分析系统二次开发所使用工具的研究
2.1可使用工具的介绍
Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言[1]，是由Sunmicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台（即JavaSe，Javaee，Javame）的总称。Java技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，广泛应用于个人pC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网，同时拥有全球最大的开发者专业社群。在云计算和移动互联网的产业环境下，Java更具备了显著优势和广阔前景。
2.2java的优点
与传统程序不同，Java编程语言是个简单、面向对象、分布式、解释性、健壮、安全与系统无关、可移植、高性能、多线程和动态的语言[2]。
3.本单位网络环境、数据库结构及解决方向
本系统所需要的数据存储在远程网络计算机服务器中，此计算机存放的是实时的自动站数据文件每10分钟定时更新一次。此服务器开放远程Ftp方式连接。
本地服务器现有SQLSeRVeR2005数据库，并已建立号数据库及表。
通过开发的软件，将数据通过Ftp方式获取至本地，并存入数据库。定时每十分钟再对远程Ftp服务器进行一次文件获取，并入库。
4.辽宁气象资料综合监控分析系统二次开发的技术路线及结构说明
该系统的二次开发主要解决的是数据库传输、入库、Ftp连接等问题。
这是该系统数据入库软件的结构，etc文件夹：存放程序配置文件和日志输出配置文件，lib文件夹：存放程序运行需要的类库文件。log文件夹：存放程序运行所生成的日志文件。run文件夹：存放程序的入口文件。
dbtype是数据库类型，ip是数据库访问ip地址，port是数据库访问端口，dbname是数据库名，user是用户名，password是密码，max是数据库最大连接数。
server是配置Ftp服务器访问地址，port是配置Ftp服务器的访问端口，user是配置用户名，pwd是配置密码，path、useFtp、local暂时没有使用。
所有参数配置好后，直接运行run.bat这个批处理文件即可完成数据获取入库功能。
5.辽宁气象资料综合监控分析系统二次开发成果界面展示
左侧列表中列出了当前最新时次缺报的站点，地图上的蓝点代表了辽宁省全境的所有自动站（包括加密自动站与部级站）。
用鼠标点进其中一个站点时，可弹出一个窗口，这个窗口显示当日该站点的数据，并且可以将每项数据以曲线的方式表达，点击该窗口右上方的日历，可以查询该站点的历史数据。
6.结语
辽宁全省的部级自动站与加密自动站截止至今，已建成一千多台，由于分布密度广、遍布范围大、人力资源有限等情况，在维修与监控上难免会出现不及时的情况。完成辽宁气象资料综合监控分析系统二次开发后，监控人员可以远程实时监控全省每一台自动站的工作情况，不仅可以通过到报率查看自动站传输情况，还可以通过查询自动站历史数据来判断问题站点出现问题的原因，这不仅大大降低了维修人员的工作量，更加快了自动站故障的判断与维修时间，为气象预报做出了更好的保障。
参考文献