生态气象业务系统五生态气象业务服务六ppt课件

南京信息工程大学 环境科学学院,第九章 生态气象业务简介,一、生态气象业务需求 二、国内外生态气象业务现状 三、生态气象业务发展的原则 四、生态气象业务系统 五、生态气象业务服务 六、生态气象业务信息与技术保障 七、业务流程 八、标准体系,南京信息工程大学 环境科学学院,一、生态气象业务需求我国作为一个发展中国家，必须大力发展经济，但随之带来了资源短缺、生态恶化等问题，国家急需了解我国的生态环境质量状况。气象条件是影响生态系统的重要因子，对生态系统的稳定和演变起着非常重要的作用。开展生态气象业务服务，对于我国的生态建设、生态保护和生态安全都具有重要的意义。,南京信息工程大学 环境科学学院,生态气象业务就是通过对生态系统有关因子的监测，研究气象条件与生态系统、环境之间的相互关系和作用机理，从系统的观点和角度实时监测和评估甚至预警生态系统的健康与否，为生态建设与环境保护、国家经济发展和社会主义新农村建设提供依据。另外，开展地表生态环境的气象监测和评估，也对提高天气气候预报的准确率具有非常重要的促进作用。,南京信息工程大学 环境科学学院,二、国内外生态气象业务现状,(一) 国外的业务现状 近年来，国际上开展了与生态系统有关的许多气象观测计划和研究试验，如全球气候观测系统（GCOS）、全球海洋观测系统（GOOS）、全球陆地观测系统（GTOS）、人与生物圈计划（MAB）、国际地圈-生物圈计划（IGBP）、全球能量和水循环试验（GEWEX）等。许多国家相继建立了各自的生态系统监测与研究网络，通过项目及计划的实施，逐步加深了对全球及区域生态环境问题的认识和研究。,南京信息工程大学 环境科学学院,另外，通过将生态系统下垫面状况的观测结果引入气候系统模式，进一步认识下垫面状况对气候系统模式的影响，以此促进天气预报、气候预测准确率的提高。但是，多年来，很少有学者从生态气象的角度研究生态系统。2002年，Gordon Bonan从生态学与气候学的角度，论述了生态系统与气候之间的关系，提出了生态气候学的概念及其应用问题。但是，将生态气象作为一项业务进行建设和服务，目前还处于探索和逐步发展阶段，仍有许多工作要做。,南京信息工程大学 环境科学学院,(二) 国内的业务现状,上世纪80年代末以来，我国开始重视生态系统的研究，许多部门相继建立了农田、森林、草地、荒漠、湿地、湖泊等生态观测站。如：中国科学院“中国生态系统研究网络”所属的36个生态试验站，水利部门“中国水文观测网”所属的水文站、水位站、雨量站、蒸发站、泥沙站、水质站、地下水观测井等，但是这些站主要承担科研和监测任务。,南京信息工程大学 环境科学学院,03年以来，气象部门逐步开展了生态环境监测评估研究，青海、内蒙古、陕西、宁夏等省气象局根据本省需求，陆续建立了省级生态环境监测站，增加了相关的生态环境监测内容，并结合卫星遥感资料，尝试制作了生态环境监测评估服务产品。2005年，中国气象局下发了关于气象部门开展生态环境监测与信息服务的指导意见，组织编写了生态气象观测规范（试行）、生态气象监测指标体系等。,南京信息工程大学 环境科学学院,03年国家气象中心正式提出了生态气象的概念，开始了全国陆地植被生态气象监测评估技术、北方草地生态气象监测预测技术、森林生态气象监测评估技术等研究。通过边研究，边服务，2007年建立起国家级生态气象业务，发布了业务服务产品。北京、安徽、贵州等部分省（区、市）气象局按照中国气象局下发的指导意见，开展了省级生态质量气象评价服务。,南京信息工程大学 环境科学学院,三、生态气象业务发展的原则,生态系统涉及的气象问题很多，生态气象业务的发展应坚持一定的原则，逐步发展，不断完善，最终建立起稳定的为国家和社会服务的业务体系。（一）坚持有所为、有所不为的原则（二）坚持开放、共享、高起点、高技术的原则（三）坚持以需求为引领的原则,南京信息工程大学 环境科学学院,四、生态气象业务系统,生态气象业务包括生态状况观测和收集、资料传输和处理、生态气象监测评估、预测预报、产品制作与发布等功能。从资料收集到传输、监测、建模、评估、预测，到最后形成业务产品，必须要有相应的业务系统和平台支持。生态气象业务系统主要由遍布全国各典型生态系统区的定位观测、卫星遥感监测、流动野外踏察、社会统计调查以及其他信息交换等组成的信息收集子系统、信息传输子系统、实时与历史信息库子系统、生态气象监测评估子系统、产品制作子系统、服务与反馈子系统等部分组成。,南京信息工程大学 环境科学学院,生态气象业务系统结构,南京信息工程大学 环境科学学院,（一）信息收集子系统 该系统收集气象部门农田、草地、湿地、森林、荒漠等生态气象试验站观测的数据，农业气象观测网观测的作物、牧草、森林等植被生长状况和土壤墒情、灾害等实时数据以及卫星遥感资料，通过中国气象信息网络系统供气象业务部门实时下载调用。收集中国科学院、国家林业局等其他部门观测的生态资料，加工处理成生态气象业务系统能够接收的数据格式，建立各种生态气象信息采集子系统。,南京信息工程大学 环境科学学院,（二）信息传输子系统生态气象业务所需的资料包括气象、土壤水分、灾情和作物、牧草、森林等植被生长资料。生态气象观测数据可以通过中国气象信息网络系统，上报省气象局和中国气象局，输入到业务系统实时资料库中，供业务模式运行使用；同时，国家级下发地方需要的数据和产品，形成信息上报下行以及产品发送畅通的良好机制。,南京信息工程大学 环境科学学院,1、观测资料的上行2、观测资料和产品的下行 （三）生态气象数据库子系统该数据库包括实时与历史两个数据库。实时数据库只接受当年上报的生态气象监测数据，供业务实时运行使用。历史数据库只存放经过检验和质量控制的数据。每年年终，将上一年经过检验和质量控制的数据补充到历史数据库中，完成历史库的数据延续和更新。数据库信息存储与检索功能包括：,南京信息工程大学 环境科学学院,(1) 生态气象观测资料和产品经网络传送到各级局域网的数据库服务器中。(2) 各业务用户经局域网（本地用户）或广域网（远程用户）对数据库进行检索，获取各自所需的各种资料，分类建立用于业务服务的数据库。(3) 业务系统所形成的各种加工产品，需再经网络返回到数据库中，以供其它用户共享。,南京信息工程大学 环境科学学院,（四）生态气象监测评估子系统,该系统是生态气象业务的核心子系统，存放各种生态气象监测评估模型。该系统调用实时数据库和历史数据库中的各种资料，进行生态气象监测、评估、预测。具体包括：1、农田生态气象监测预测与评估2、草地生态气象监测预测与评估3、森林生态气象监测预测与评估4、湿地生态气象监测预测与评估,南京信息工程大学 环境科学学院,5、湖泊生态气象监测预测与评估 6、荒漠生态气象监测预测与评估 7、城市生态气象监测预测与评估 8、自然生态系统气象综合监测预测与评估 9、重大生态环境问题气象监测预测与评估 10、典型生态脆弱区气象监测预测与评估 11、生态质量气象评价,南京信息工程大学 环境科学学院,（五）产品制作子系统,依托遥感、地理信息系统，结合生态气象业务系统功能，根据服务需求制作产品所需的各种表达模版，包括图形、图象、表格、文字等，方便业务产品制作。 （六）服务与反馈子系统调查用户需求，建立用户电子和纸制发送地址、联系信息数据库，并对用户进行归类管理。每次产品制作完毕时，放入分发池中，实现业务产品的自动分发，及时归档存放。不定期调查用户满意度，根据用户的意见和建议对产品进行改进，提高产品质量。,南京信息工程大学 环境科学学院,五、生态气象业务服务,（一）生态气象监测数据服务对现有天气、气候和生态环境监测数据进行归类、整理，实现对全国生态气象信息化管理，使生态气象数据库系统成为生态气象业务服务的数据支持平台和为我国生态建设提供重要信息和决策参考的数字化平台。,南京信息工程大学 环境科学学院,生态气象监测数据服务包括地理、行政、水文、农田、森林、草原、湿地、湖泊、城镇、交通等气象及环境背景信息。其中，包括大气、水文、生态等各个与气候系统有关的基本数据库、生态评价指标库、基本评价产品库、各种灾害信息数据集以及地理信息环境数据库系统。实现对各类生态气象资料及环境信息的自动存储、分类、加工、维护、检索、查询，数据容量扩充等功能。积累生态气象及其动态变化的基础数据，与相关部门实现优势互补、信息共享。,南京信息工程大学 环境科学学院,（二）生态气象业务产品,国家、省、地、县根据需求，确定适合自身服务范围的生态气象服务产品内容、制作发布时间和形式。国家级侧重于全国陆地、农田、草地、森林以及对国家生态环境和经济社会可持续发展有重大影响的生态环境问题或气象灾害，开展生态气象监测、评估和预报服务；省级以下气象部门围绕影响本地区的生态环境问题或气象灾害，开展地方生态气象监测、评估和预报服务。国家、省、地、县可开展的生态气象服务产品的类别、服务的范围、主要内容、制作与发布的时间、频次等见下表。,南京信息工程大学 环境科学学院,南京信息工程大学 环境科学学院,南京信息工程大学 环境科学学院,南京信息工程大学 环境科学学院,（三）陆面参数反演与质量检验,以全国主要的生态类型为对象，针对每种生态类型，确定其在我国的分布区域，在每个区域内进行地面观测，通过地面观测数据与卫星资料的复合分析，建立该种生态类型下陆面参数的反演模型，最后形成覆盖全国的陆面参数反演系统。内容包括地表反照率、植被覆盖度、叶面积指数、积雪面积和深度、地表粗糙度、土壤水分、表面温度等。,南京信息工程大学 环境科学学院,通过建立陆面参数检验平台，使得高质量的陆面参数能够通过质量控制进入数值模式的同化系统，从而改进数值模型的预报效果。建立统一的陆面参数数据库，可以同时面向天气和气候模式的需求，在地面生态系统观测与融合多源卫星资源的基础上开展陆面参数的业务化提取工作。,南京信息工程大学 环境科学学院,六、生态气象业务信息与技术保障,生态气象服务是近年来开展的一项新业务，需要不断发展和完善。目前，业务中使用的信息来源渠道多样，没有形成统一的信息管理规范；另外，业务技术方法需要深入研究和改进，因此，必须做好生态气象业务的信息收集与技术保障工作，以保业务的正常运行和服务质量。,南京信息工程大学 环境科学学院,（一）信息保障,生态气象业务信息资源比较丰富，需要制定相应的数据管理政策、数据处理标准和流程等，以保证业务服务的正常运行和拓展。 1、制定适应业务拓展及共享服务需求的、完整的、可操作的数据管理政2、建立适应业务发展需要的、系统的、科学的数据处理标准3、建立适应业务发展的数据处理业务流程和规范4、加大质量控制，提高数据质量,南京信息工程大学 环境科学学院,（二）技术研发保障,1、建立良好的促进机制 （1）建立利于业务发展的研究机制 （2）建立以业务需求为主导的科研投入评价机制 （3）建立以科研项目为纽带的业务与科研合作互动机制 （4）增设以业务服务发展为目标的应用研究项目 （5）加大应用基础研究，为业务服务的长远发展奠定基础,南京信息工程大学 环境科学学院,2、加强生态气象重点业务任务研究 （1）典型生态系统气象监测预测与评估技术研究 （2）自然生态系统综合监测预测与评估技术研究 （3）重大生态环境问题气象监测预测与评估技术研究 （4）典型生态脆弱区气象监测预测与评估技术研究 （5）陆面参数的地面监测与卫星资料反演 （6）气候变化对自然生态系统的影响评估研究,南京信息工程大学 环境科学学院,七、业务流程,（一）技术路线综合利用遥感资料、地面观测资料，联合中国科学院、高校、国家环保、林业、农业、水利等部门的相关科研院所，结合3S技术和各种生态气象模型、NPP估算模型、不同生态系统的碳、氮收支模型等，分析研究天气气候与生态系统的相互关系，逐步建立生态气象综合分析与评估业务系统，开展生态气象监测、评估业务服务。,南京信息工程大学 环境科学学院,通过分析典型生态系统、生态脆弱区、主要生态功能区、重大生态环境问题的历史气候和生态环境演变规律及其相互关系，结合生态气象的模拟模型和未来气候情景，建立典型生态系统、生态脆弱区、主要生态功能区、重大生态环境问题的生态气象监测评价、预测预估业务系统，开展陆面参数反演和生态气象预测预警业务服务。,