電子技術應用淺析計算機在氣象的應用

　　計算機在我們的21世紀有著很重要的作用，計算機在我們的日常生活中有著很重要的左右，電子計算機技術成為人類競爭與生存的必備技能，在氣象部門方面也有著很重要的作用。

　　【摘 要】電子計算機作為人類20世紀的偉大發明,對全球的政治、經濟以及人們的工作、生活都產生巨大影響,隨著知識經濟網絡社會的形成,計算機技術日漸成為人類競爭與生存的必備技能,各行各業的人都迫切地要求學習計算機知識掌握計算機的使用方法,特別是我們氣象部門需要掌握和應用計算機為氣象現代化建設服務。

　　【關鍵詞】計算機;氣象;應用

　　氣象信息交流是現代氣象業務的基礎系統和支撐系統。他主要包括:通信網絡、數據存儲管理與共享服務,高性能計算機交流等,信息交流作為氣象信息的傳輸,存儲管理、計算機處理,資源共享的基礎設施,其發生是氣象現代化水平的重要標志之一,并直接影響到氣象業務部門和廣大用戶能否及時快速的獲取和發送國內外氣象信息,關系到氣象能否為各級政府,國民經濟國防建設等提供優質氣象服務,氣象信息交流的發展經受到其他氣象業務交流發展的驅動,又制約著其他系統的快速發展。

　　1、氣象信息交流的需求

　　氣象信息是國家基礎性,戰略性信息資源,也是國家空間基礎信息之重要組成部分。許多關系到我國現代化建設進程之重大國際國內問題的決策。都需要大量氣象信息的支撐。如:天氣預報、氣候預測、氣候變化、可持續發展等,國家之許多重大工程項目,也迫切需要氣象信息的服務。

　　1.1氣象信息之收集,傳輸能力需求

　　在氣象信息的收集和傳輸方面,未來氣象業務服務發展的特點是:全國各級氣象部門之問,各部門之問之互聯需要寬帶網絡的支持,對完善氣象資料收集網絡較大影響的氣象信息包括:新一代多普勒天氣雷達資料,衛星資料、自動站時空加密觀測資料,閃電定位探測資料、GPS/MET觀測資料,風廓線控測資料、氣候交流預測所需的多圈層其他資料等;隨著各類數值模式不斷研發并業務化以及計算機加工處理能不斷提置,由此產生的預報,預測產品數量將大幅度增加。進而通過網絡分發產品的要求越來越高,新一代電視天氣會商要求寬帶網絡的支撐,綜合。信息加工平臺既要求與本級氣象信息加工分析預測交流的網絡連接,又要求與外服務的各類對象的網絡聯接,氣象專用頻道的電視節目制作與傳遞也需要寬帶網絡的支撐。

　　1.2氣象信息加工處理能力需求

　　氣象信息的加工處理需求主要是指用于氣象、海洋、水文、空氣質量等數值預報,預測業務和科研對高性能計算機能力的需求。隨著模式、資料同化方法的不斷改進、時空分辨率和精確度不斷提高、預報時效不斷延長,集合預報的連續發展,作業種類不斷增多,對計算和存儲資源的需求量指數上升,預計到2010年,氣象加工處理時高性能計算機能力的需求為峰值性能200Tflops(200)萬億次浮點運算/秒)以上。

　　1.3氣象數據的存儲管理與共享需求

　　隨著綜合觀測系統的全面建設和不斷完善,可以獲取和利用的氣象數據量將是指數增長是,隨著預報、預測業務能力的不斷增強與發展,預報、預測產品數量將大幅度增加,各行各業對氣象信息發共享需求日益迫切;上述需求對氣象數據的存儲管理及應用均提出更高更新的需求。

　　2、國內氣象信息系統的現狀

　　氣象行業對大量信息進行收集,加工處理、分發和存檔,氣象業務工作要求必須存放地應用各類信息技術,信息技術也滲透到氣象行業的各個方面。20世紀90年代以來,以氣象通信網絡,高性能計算機為代表的我國氣象信息系統已取得長遠進步,形成了一套比較完整、業務化的實時氣象信息交流。

　　2.1 氣象衛星信息

　　通過氣象衛星綜合應用業務(9210工程)的實施,建立了基于ZSAT衛星通信技術的覆蓋全國地市級以上的雙向通信網和覆蓋全國市以上的高數據廣播網,大大提高了國內氣象通信傳輸能力。初步建成了由大客量磁盤限制和自動磁帶領域的氣象信息存儲系統;完成了國家級骨干網絡系統建設。

　　2.2氣象資料系統

　　氣象資料的管理作為我國基礎氣象業務受到越來越高度的重視,包括資料收集,加工處理,存儲和服務的數據管理工作在標準化,規范化和現代化方面取得了重要進步。越來越多的歷史資料已成為可供計算計管理的數字化資料,主要的氣象資料已經進入數據庫系統進行管理和服務,已經建立的大量標準,規范的可供用戶直接使用的數據產品,使氣象資料的完整性、安全性和準確性得到越來越多的保障。

　　2.3數據庫管理信息

　　商用數據庫管理系統在國家級和省級氣象業務,部門得到初步應用,以數據為中心的業務編程正在形成。因特網技術被廣泛應用于信息交流,發布,基于部門專網的政務信息系統已覆蓋大部分地市、在某些省已到縣,桌面微機已成為專業技術和管理人員的基本。

　　3、氣象信息系統的發展趨勢

　　信息技術是當刊發展最快的技術之一,信息技術的飛速發展為氣象信息系統發展提供了良好的發展,機遇和技術基礎。

　　3.1通信和網絡技術

　　3.1.1地面通信

　　國內主要電信運營已采用密集波分復用技術構建新一代公共傳輸網,把光纜骨干網從格狀變為環狀,環網采用新一代大量基于SDH10Gbps基礎速率的先傳輸設備,使一對光纖的傳輸容量達到1600Gbps。這個環形網的一處發生故障,都可以自動恢復。

　　3.1.2網絡技術

　　高速局域(城域網)技術的發展體現在以太網交換,異步傳輸模式(ATM)多層交流等方面。萬兆以太網已形成標準,并逐步運用,范圍內通過單模光纖或多膜光纖以十倍于千兆以太網的速度傳輸;ATM技術的網絡寬帶,為以用戶提供很好的網絡擴充性,多層交換技術,可用于千兆位網的交換。

　　寬帶網絡應用主要體現在高清晰度視像會議,視頻點播系統(VOD),運程教育,互動電視和虛擬現實等方面。

　　3.1.3移動通信技術

　　正在用一種全新的方式推動移動互聯時代的到來,無線技術除了 光線通信技術外,有代表性的無線局域網(WLAN),通用分組無線業務(GPRS)碼分多址,基于家庭射頻,等無線通信技術的高速發展正在受到人們的關注,根據商用移動通信服務的普遍服務原則,移動通信網將覆蓋更廣的地域,為觀測系統資料將等提供了可選擇的通信手段。

　　3.2高性能計算機技術

　　高性能計算機系統綜合性能的提高性將繼續依賴微電子,體系結構和系統軟件的共同進步。未來幾年,一方面傳統CPU芯片的性能將會隨著集成電路的集成度和主頻的提高而不斷改進,另一方面一些新技術計算機可能會在某些特制領域得到應用,并行機的體的結構將在共享內存和分布式內存兩個層次上繼續進步,未來主流的高性能計算機均能支持多種并行編程模式。系統軟件進步將并行應用軟件,開發更加方便。

　　4、總結

　　目前我國計算機還不止現況,還將在1、通信網絡方面:(1)建成全國寬帶主干網絡,(2)資料收集網,(3)廣播通信網,(4)國際氣象通信交流,(5)局域網交流。2、國家級高性能計算環境方面:(1)國家高性能計算中心,(2)高性能網絡環境的建立。3、數據存儲檢索與數據共享方面:(1)氣象數據存儲檢索交流,(2)數據共享。4、國家級氣象業務異地定備份系統方面。5、運行監控系統方面:(1)通信網絡運行監控,(2)計算機應用系統運行監控,(3)信息系統安全監控,(4)綜合監控平臺。隨著氣象現代化高速發展,計算機直接為氣象服務,具有重要意義。

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　　《現代電子技術》是由陜西省信息產業廳主管，陜西省電子技術研究所、陜西電子學會和陜西電子雜志社主辦的一本半月刊科技類期刊，自1977年創刊以來，已經走過30個春秋。創刊初期刊名叫《陜西電子》，1988年更名為《電子工程師》;1994年更名為《現代電子技術》。開始為季刊，后來逐步發展為雙月刊、月刊、半月刊。該刊多次被評為省級優秀期刊，2007年6月入選中國科技核心期刊，進入中國科技類期刊較高層次行列。