城市气象灾害预警系统的设计与实现

城市气象灾害防御系统建设初探

摘要:本文结合城市发展的实际，分析了城市气象灾害的特点和城市对气象灾害防御的需求，提出了以城市气象灾害监测、预警、服务、应急减灾为核心的城市气象灾害防御系统建设框架。

关键词：城市气象;气象灾害;气象服务

abstract:inthispaper,combinedwiththeneedofcitydevelopment,

analyzesthecharacteristicsofmeteorologicaldisastersincityand cityonmeteorological disastersdefensedemand, put

forwardtothe citymeteorologicaldisaster monitoring, early

warning,emergencyservices, andasthecoreofthe cityof

meteorological disasterpreventionsystemconstructionframe.

key words: city weather, meteorological disasters, the

meteorological service

中图分类号：p41

一、城市气象灾害的特点

城市气象灾害的主要特点是：

1.种类多。主要有暴雨、暴风雪、内涝、高温、寒潮、冻雨、冰雹、大雾、雷电等十余种。

2.突发性强。暴雨、雷电、冰雹等气象灾害的发生，往往只有几分钟时间，但所造成的危害却十分严重。

3.危害性大。2007年3月4日东北地区的暴风雪天气，造成了几十个城市交通和供暖系统瘫痪。

4.影响范围广。2008年春节期间影响我国南方的冻雨天气，造成了几个省几百个城市供电系统瘫痪。

台风模拟与预警系统的设计和开发

台风是自然界中一种非常强有力的气象灾害，因其强大的破坏力，给人们的生产和生活带来了极大的影响。为了更好地防范和预警台风，建立一个完善的台风模拟与预警系统变得尤为重要。

1、概述

台风模拟与预警系统是目前气象学家们研究的热点之一，研制一套完整的台风模拟预警系统对于预防台风，提高人们的防灾减灾水平至关重要。该系统的研发需要依靠各种传感器、气象观测站、气象预测模型等技术手段，通过对大气运动、云系发展、空气温度等气象因素进行监测和分析，达到测算台风轨迹、预测台风强度的目的。

2、环境分析

台风的轨迹和强度是受到许多气象因素影响，如气压、风力、云和降雨量等。因此，研发这样的台风模拟预警系统需要考虑以下几个主要的因素：

2.1、数据采集

当台风来临时，需要收集大量数据来建立预警系统，并及时更新输入参数。这些数据包括气温、气压、风速、风向、降水量等，以及卫星图像、雷达图像等。此外，还需要一些人工数据输入，包括风速、风向、云层高度、海温、海拔高度等。

2.2、气象预测模型

气象预测模型是建立台风模拟预警系统的关键。通过对历史数据的分析，可以建立一种有效的模型，使用这种模型可以预测未来气象变化的趋势。一般情况下，常用的气象预测模型有：统计模型、数值模型、经验模型等。其中，数值模型是目前应用最为广泛的预测方法之一。 2.3、后处理软件

后处理软件是将预测结果和观测结果进行比较和分析的重要手段。在这里，需要将模型预测的结果与实际的数据进行比较，以评估模型的准确性和预测效果。

3、系统设计

针对以上提到的因素，可以设计台风模拟预警系统如下：

3.1、数据采集和存储

系统采用传感器和气象观测站等设备来采集有关台风的各种物理变量。这些数据将存储在数据库中，供后续处理使用。

3.2、数值模型

系统采用数值模型对台风进行预测。该模型基于有限元法来解决数值计算问题，因此可以在较短时间内计算出每个时间步骤的大气压力、风速、温度等等参数的变化量。通过迭代求解，可以得出台风的轨迹和强度。

一、系统架构

地质灾害智能预警系统包括地质灾害基础数据管理子系统、地质灾害预报预警分析子系统、地质灾害综合管理及应急指挥子系统、数据交换子系统和系统管理4个部分。

（1）地质灾害基础数据管理子系统

地质灾害基础数据管理子系统实现各种专题数据的初始建库的数据检查与入库管理和对已有空间矢量数据的访问，提供数据检索、查询、专题符号化、数据浏览、空间分析等功能。根据各地山洪灾害防御工作的特点和山洪灾害预警决策的需求，利用通信、计算机网络、数据库应用等技术手段，建设省级或市级或县级防汛指挥部门山洪灾害防治信息汇集与预警平台，为收集山洪灾害防治区水雨情数据信息以及其它部门的相关信息、信息查询、山洪预报决策、预警等服务。

（2）地质灾害预报预警分析子系统

预警子系统建设是在监测信息采集及预报分析决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪可能危害范围的不同，通过适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案，及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

（3）地质灾害综合管理及应急指挥系统

地质灾害综合管理信息及应急指挥子系统包括有地质灾害隐患点基本情况管理、灾情信息管理、社会经济管理、预警应急支持体系、灾点搬迁治理情况、预警应急信息、防灾综合信息、灾调基础数据及地质灾害远程会商等数据与地灾图形发布，为地质灾害预报预警提供数据支持。

（4）数据交换子系统

数据交换子系统包括内外网数据交换和外部数据交换。内外网数据交换系统支持通过手工或网闸自动摆渡的方式进行内网网数据交换。内外网网络网络部署根据国家、自治区相关文件规定，政府部门实行内外网网络隔离。本系统中，地质灾害基础数据管理子系统、地质灾害预报预警分析子系统、地质灾害综合管理及应急指挥子系统等系统部署在内网，外网部署PDA、外网地质灾害信息发布子系统，内外网系统的数据交换通过辅助手工方式或通过网闸自动交换实现。 二、功能需求

城市气象灾害预警发布的标准化机制研究

近年来，城市面临越来越多的沙尘、高温、雷电、暴雨、雾霾等灾害性高影响天气，这些气象灾害与城市生活息息相关，其中有的造成了较大人员伤亡和财产损失，社会公众和新闻媒体对城市气象灾害预警信息发布的关注度越来越高。目前各个部门虽然都制定不少的应急预案，但是大多数程序繁杂、内容多，尤其在气象灾害及其次生、衍生灾害的预警发布上，也大多数以部门内部的行动为主，各自独立为政，部门之间信息的沟通和交流不畅，应急预案的启动条状多、块状少，没有形成标准化的机制，因此，当灾害天气出现，政府部门在发布预警时，往往由于缺乏标准化的处置和应对机制，不能形成应急响应的合力，效果也不尽人意。本文将地理位置、气候条件和公共危机管理机制完备程度方面具有代表性的北京、广州和香港作为典型，以“北京7.21特大暴雨”、“广州7.23台风‘韦森特’”和“香港成功应对7.23台风‘韦森特’”的案例分析为切入点，把“城市气象灾害预警发布”作为研究的中心，通过国内外及不同地区间的在城市气象灾害预警发布机制的比较研究，以“政府主导、多部门联动、社会媒体共同参与”和“政府主导，建立‘归口管理,统一发布,快速传播’的预警信息发布和传播工作机制”为原则，运用“公共危机管理”和“公共危机治理”理论，对城市气象灾害预警发布的多部门整合的标准化机制进行研究，从发布内容、工作机制、发布权限、发布流程、发布和传播渠道几个方面入手，做重点研究和分析，把相对独立和分散的各部门职责、权限、运行机制、流程加以整合，进而提出一个可供应用的多部门整合的出台机制的基本框架、主要要素，是对公共危机管理学科在多部门整合的标准化领域的一个补充，也对公共危机预警发布的进一步研究提供了基础和借鉴。