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第1章 气象信息系统概述 1

1.1 气象信息系统的基本概念 1

1.1.1 信息系统 2

1.1.2 气象信息系统 4

1.2 气象信息系统发展历程 4

1.2.1 通信网络的发展 4

1.2.2 计算机应用的发展 6

1.2.3 资料管理及服务业务的发展 12

1.3 气象信息系统现状概述 14

1.3.1 气象信息系统的组成 14

1.3.2 气象信息业务布局 15

参考文献 19

第2章 气象通信网络 20

2.1 气象通信系统 20

2.1.1 气象通信系统结构 20

2.1.2 气象通信系统布局 20

2.1.3 气象通信系统业务流程 22

2.1.4 国际通信系统 23

2.1.5 国家级国内通信系统 25

2.1.6 省级通信系统 26

2.1.7 地市和县级通信系统 26

2.1.8 台站通信系统 27

2.2 网络系统 27

2.2.1 局域网络 27

2.2.2 城域及广域网络 32

2.2.3 互联网 37

2.3 卫星通信系统 38

2.3.1 卫星通信技术 38

2.3.2 卫星广域网系统 40

2.3.3 卫星广播系统 42

2.3.4 应急通信系统 43

2.4 多媒体通信系统 45

2.4.1 多媒体及视频通信技术 45

2.4.2 国家级和省级多媒体会议系统 49

2.5 通信网络的安全防护 51

2.5.1 安全威胁 52

2.5.2 安全技术 54

2.5.3 气象网络安全保护措施应用 56

2.6 发展展望 60

2.6.1 技术发展趋势 60

2.6.2 业务发展展望 60

参考文献 61

第3章 高性能计算与存储 62

3.1 高性能计算技术概述 62

3.1.1 高性能计算机的体系结构 62

3.1.2 并行计算技术 66

3.1.3 网格计算技术 69

3.2 高性能计算技术在气象领域的应用 72

3.2.1 国家级高性能计算机系统 72

3.2.2 区域级省级高性能计算机系统 82

3.2.3 高性能计算机系统性能测试 84

3.2.4 气象计算网格 86

3.3 海量存储技术及在气象领域的应用 88

3.3.1 存储介质 88

3.3.2 存储总线接口技术与磁盘阵列 91

3.3.3 存储网络技术 92

3.3.4 数据存储管理技术 95

3.3.5 交互式全球集合预报归档中心（TIGGE） 98

3.4 计算机系统安全 99

3.4.1 计算机安全防护技术种类 99

3.4.2 计算机操作系统安全 101

3.4.3 计算机软件安全 101

3.4.4 恶意代码防范技术 101

3.4.5 黑客攻击与防范技术 102

3.4.6 中国气象局大院业务计算机安全防护体系 102

3.5 高性能计算机配套机房基础设施系统 104

3.5.1 机房基础设施系统简介 104

3.5.2 机房基础设施系统现状与特点 104

3.6 发展趋势与展望 106

3.6.1 技术趋势 106

3.6.2 工作展望 107

参考文献 108

第4章 气象资料管理与服务 109

4.1 气象资料概述 109

4.1.1 气象资料的定义 109

4.1.2 气象资料的种类 110

4.1.3 气象资料的属性 111

4.2 气象资料处理技术 112

4.2.1 数据编码 112

4.2.2 数据压缩 113

4.2.3 资料质量控制 117

4.2.4 资料均一性检验与订正 120

4.2.5 多源资料融合与同化 122

4.2.6 资料格点化 123

4.2.7 资料可视化 125

4.3 气象资料业务流程与规范 128

4.3.1 气象资料业务流程简述 129

4.3.2 资料分类标准 129

4.3.3 资料数据格式标准 130

4.3.4 资料质量控制标准 131

4.3.5 资料评估规范 131

4.3.6 资料统计整编规范 131

4.4 气象资料拯救与产品开发 134

4.4.1 历史气象资料拯救与保护 134

4.4.2 气象资料产品研发 136

4.5 气象资料存储管理 139

4.5.1 数据库系统结构 139

4.5.2 数据库系统布局 141

4.5.3 数据库业务流程 142

4.5.4 实时数据库 144

4.5.5 综合数据库 146

4.5.6 数据库系统应用实例 147

4.6 气象资料共享服务 150

4.6.1 气象资料服务对象和方式 150

4.6.2 气象资料服务政策 151

4.6.3 气象资料服务用户管理 151

4.6.4 象资料共享服务平台 151

4.6.5 气象资料共享服务效益评估 152

4.7 气象资料工作展望 154

参考文献 156

第5章 气象系统工程建设 158

5.1 系统与系统工程的概念 158

5.1.1 系统 158

5.1.2 系统工程 159

5.1.3 信息系统工程 161

5.2 气象系统工程的主要内涵与特点 162

5.2.1 气象系统工程的主要内涵 162

5.2.2 气象系统工程的特点 163

5.3 气象系统工程建设的程序 164

5.3.1 编制项目建议书 164

5.3.2 可行性研究 166

5.3.3 设计 169

5.3.4 实施 171

5.3.5 竣工验收 175

5.3.6 业务运行 178

5.3.7 后评价 179

5.4 气象应用软件工程开发 181

5.4.1 软件工程的概念 181

5.4.2 气象应用软件开发过程 185

5.4.3 气象应用软件开发项目管理 186

5.4.4 气象应用软件开发案例 188

5.5 气象系统工程建设的集约化与成本分析 193

5.5.1 气象工程建设的集约化 193

5.5.2 总体拥有成本（TCO）分析 195

5.6 气象系统工程建设的成功案例 197

5.6.1 北京气象通信枢纽系统工程（BQS） 197

5.6.2 卫星通信系统工程（9210） 198

5.6.3 高性能计算机系统工程 199

参考文献 203

第6章 气象信息系统的运行管理 204

6.1 气象信息业务的组织与调度 204

6.1.1 气象信息系统的层级结构 204

6.1.2 气象信息业务的组织原则 206

6.1.3 气象信息传输业务的组织与调度 207

6.1.4 高性能计算机资源调度 208

6.1.5 气象资料管理 210

6.2 气象信息业务系统的运行维护 211

6.2.1 气象业务系统运行维护分析 211

6.2.2 运行维护工作的实质和种类 211

6.2.3 运行维护工作及其系统 212

6.2.4 基于业务流程的运维管理 213

6.3 气象信息应急保障 213

6.3.1 国内气象通信系统的应急保障 214

6.3.2 国际气象通信系统的应急保障 215

6.3.3 气象高性能计算机的应急保障 216

6.3.4 气象数据管理系统的应急保障 216

6.3.5 电视会商系统的应急保障 217

6.4 气象信息业务的运行考核 217

6.4.1 气象资料传输质量检查 218

6.4.2 气象信息系统故障情况检查 220

6.4.3 实时气象资料质量检查 221

附录1 国内通信系统收集资料 223

附1.1 地面气象资料 223

附1.1.1 常规地面天气观测 223

附1.1.2 补充地面天气观测 223

附1.1.3 每小时地面天气观测 224

附1.1.4 加密天气观测 224

附1.1.5 地面气候月报 224

附1.1.6 地面自动站观测资料 225

附1.1.7 自动站雨量观测 225

附1.2 高空气象资料 225

附1.2.1 高空综合探测资料 225

附1.2.2 高空测风资料 225

附1.2.3 飞机高空探测资料 226

附1.2.4 高空气候月报 226

附1.2.5 高空探测系统探测基数据 226

附1.2.6 高空探测系统监控信息 226

附1.2.7 GPS探空资料 227

附1.2.8 高空地基GPS水汽探测资料 227

附1.2.9 闪电定位仪探测资料 227

附1.3 水文资料 227

附1.4 气象辐射资料 228

附1.4.1 太阳辐射资料 228

附1.4.2 紫外线指数预报资料 228

附1.4.3 自动站辐射资料 228

附1.5 农业气象和生态资料 229

附1.5.1 农业气象旬报 229

附1.5.2 土壤墒情 229

附1.5.3 农业气象情报 229

附1.5.4 自动站土壤水分资料 230

附1.5.5 生态与农业气象观测资料 230

附1.6 数值预报产品 230

附1.6.1 天气预报模式产品 230

附1.6.2 环境预报模式 232

附1.6.3 气候模式产品 233

附1.7 大气成分资料 233

附1.7.1 沙尘暴观测 233

附1.7.2 气溶胶吸收特性 234

附1.7.3 PM10/PM2.5/PM1.0的质量浓度 234

附1.7.4 PM10/PM2.5/PM1.0的数浓度 234

附1.7.5 酸雨资料 235

附1.8 气象雷达资料 235

附1.8.1 常规天气雷达 235

附1.8.2 多普勒天气雷达 235

附1.8.3 激光雷达 236

附1.8.4 风廓线仪探测资料 236

附1.9 气象灾害资料 237

附1.9.1 台风警报 237

附1.10 气象卫星资料 237

附1.10.1 FY-1D 237

附1.10.2 FY-2D 238

附1.10.3 FY-2E 239

附1.10.4 多星监测资料 240

附1.10.5 FY-3A 241

附1.11 气象服务产品 242

附1.11.1 天气预报服务产品 242

附1.11.2 气候预报服务产品 242

附1.11.3 大气成分预报服务产品 243

附录2 国际通信系统收集资料 244

附2.1 地面气象资料 244

附2.1.1 常规地面观测资料 244

附2.1.2 补充地面天气观测 244

附2.1.3 每小时地面天气观测 244

附2.1.4 航空常规天气报告 245

附2.1.5 特殊航空天气报告 245

附2.1.6 地面气候月报 245

附2.2 高空气象资料 245

附2.2.1 高空综合探测资料 245

附2.2.2 高空测风资料 246

附2.2.3 飞机高空探测资料 246

附2.2.4 高空气候月报 246

附2.3 海洋气象资料 246

附2.3.1 船舶（浮标）站观测资料 246

附2.3.2 海洋探测深水温度、盐度、洋流资料 247

附2.4 数值预报产品 247

附2.4.1 欧洲中心数值预报产品 247

附2.4.2 日本数值预报产品 247

附2.4.3 美国数值预报产品 248

附2.4.4 德国数值预报产品 248

附2.4.5 英国数值预报产品 248

附2.4.6 澳大利亚数值预报产品 249

附2.5 气象雷达资料 249

附2.5.1 风廓线仪探测资料 249

附2.6 气象灾害资料 249

附2.6.1 海啸警报和预警信息 249

附2.6.2 重要气象资料（TT＝WS） 249

附2.6.3 警报资料（TT＝WO） 250

附2.6.4 警报和天气综述（TT＝WW） 250

附2.6.5 台风警报 250

附2.7 气象卫星资料 250

附2.7.1 NOAA卫星资料 250

附2.7.2 METOP-2卫星资料 251

附2.8 预报服务产品 251

附2.8.1 德国传真图 251

附2.8.2 日本传真图 252