一种天文观测指数的预报系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种天文观测指数的预报系统及方法，包括天文观测指数要素、指数设计与计算与实证研究与分析；所述指数设计与计算包括设计思路和计算方法、影响因素及其权重设定、算法优化和实现细节；本发明专利技术采用层次分析法(AHP)来确定各个指标的权重，首先将天文观测指数的各项指标分为三个层次：一级为天文观测环境，二级为天文观测质量，三级为天文观测条件，对每个指标在其所属层次内进行比较和权衡，得到各项指标的权重，并考虑不同指标之间的量纲差异，采用了标准化处理方法，使得各项指标在计算过程中具有可比性。指标在计算过程中具有可比性。指标在计算过程中具有可比性。

【技术实现步骤摘要】
一种天文观测指数的预报系统及方法


[0001]本专利技术涉及预报系统
，具体是一种天文观测指数的预报系统及方法。

技术介绍

[0002]天文观测指数是衡量某个时间点、地点和天气条件下进行天文观测的可行性的一个指标。该指数是由多个要素综合计算得出的，包括总云量、能见度、降水、空气温度、露点温度、湿度、风速以及月光等影响观测的因素。这些要素会对天文观测造成不同程度的影响，因此将其进行权重分配，并进行数值化计算得出最终观测指数。
[0003]为了更精确地评估某一时刻的天文观测条件，采用了分网格观测指数的方法，对整个社区内的天空环境进行网格划分和评估，将区域内不同网格的观测指数进行综合计算，得出该区域的综合观测指数，基于此，也制定了一套发布规则，及时向天文观测者发布有关未来天气状况和观测指数的信号，以便于观测者作出相应的调整和决策。

技术实现思路

[0004]为解决以上问题，本专利技术提出一种天文观测指数的预报系统及方法。
[0005]本专利技术的目的是提供一种天文观测指数的预报系统及方法，包括天文观测指数要素、指数设计与计算与实证研究与分析；
[0006]所述指数设计与计算包括设计思路和计算方法、影响因素及其权重设定、算法优化和实现细节；
[0007]所述实证研究与分析包括指数计算结果展示与计算结果分析和检验。
[0008]优选的，所述天文观测指数要素包括总云量、能见度、降水、空气温度、露点温度、湿度、风速以及月光。
[0009]优选的，所述设计思路和计算方法，定义以0～100的值范围作为指数的数字表述形式，100代表天空环境极适合天文观测，0代表最差天文观测条件。
[0010]优选的，所述指数的更新和发布时间定于每天在08时和20时进行2次指数预报更新。
[0011]优选的，所述指数的总预报时长定为240小时，在0～90小时范围内预报为逐1小时进行指数预报，90～240小时为逐6小时预报天文指数。
[0012]优选的，所述影响因素及其权重设定，采用了层次分析法(AHP)来确定各个指标的权重，将天文观测指数的各项指标分为三个层次：一级为天文观测环境，二级为天文观测质量，三级为天文观测条件。
[0013]优选的，所述数计算公式为：100+云量核减
×
0.4+能见度核减
×
0.2+降水核减
×
0.03+空气温度核减
×
0.03+露点温度核减
×
0.03+湿度核减
×
0.03+风速核减
×
0.05+月光核减
×
0.08。
[0014]优选的，所述算法优化和实现细节，在实现过程中，为了提高算法的效率和精度，以及提高计算速度采用向量化计算方法；为了保证计算精度采用高精度数值计算库，对数
值误差进行控制。
[0015]优选的，所述文观测指数分级与定义方式：
[0016]极佳，观测指数≥85％，天空无云或少云，天气状况良好，大气环境无明显干扰，夜空明度较低，极适合天文观测活动。
[0017]较佳，观测指数70％～84％，天空有少部分云层遮挡，天气状况良好，大气环境有部分干扰，夜空明度适中，天文观测活动可正常进行。
[0018]尚可，观测指数55％～69％，天空有部分遮挡，天气状况一般，大气环境有部分干扰，夜空明度一般，天文观测活动尚可进行。
[0019]较差，观测指数40％～54％，天空部分天空被云层遮挡，大气可视度一般，夜空明度一般，有轻微天气影响，天文观测活动较困难。
[0020]极差，观测指数<40％，天空大部分区域可视度都较差，夜空明度较高，且可能会伴有恶劣天气，天文观测活动极其困难。
[0021]本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
[0022]1.建立了一种天文观测指数的预报系统及方法，在实现过程中，为了提高算法的效率和精度，以及提高计算速度，我们采用了向量化计算方法；为了保证计算精度，我们采用了高精度数值计算库，对数值误差进行了控制，最终成功地实现了天文观测指数的计算。
附图说明
[0023]图1为专利技术社区天文观测预报范围示意图；
[0024]图2为专利技术天文观测指数结果示意图。
具体实施方式
[0025]以下通过实施例对本专利技术提供共热解耐盐促生生物炭菌剂的方法做进一步说明。有必要指出，以下实施例只用于对本专利技术作进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员根据上述
技术实现思路
，对本专利技术做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，仍属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例一
[0027]1、设计思路和计算方法
[0028]指数展现形式需要给人一个鲜明的优劣情况定义和视觉感官感受，据此我们定义以0～100的值范围作为指数的数字表述形式，100代表天空环境极适合天文观测，0代表最差天文观测条件。
[0029]通过对天空环境中的影响因素进行分析，大气中主要的天气因素中总云量，能见度两个要素是比较影响光线穿透的因素。对于降水要素，一般毛毛雨则影响较少，且有下雨天空的环境都不会太好，所以剔除掉所有下雨以上的天气环境。空气温度，影响不大，但是太高温可能会引起空气的扰流，影响观测。月光，也是影响天空明度重要因素之一，夜空明度越高，会越影响其他天文现象的观测。风速，风速太大的时候，大气流动也较快，绕流大，影响光线折射。由于天文观测是比较类似木桶短板原理，即只要有一个关键因素影响，则都会比较影响观测条件，如多云天气，下雨，或是大雾天气都会比较影响观测。
[0030]基于以上基本分析，考虑在观测指数最佳观测条件基数为100的情况下进行不利
观测因素影响权重值进行核减，直到0为止。
[0031]所依赖的天气预报数据我们采用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的中期数值预报，发布时间为每天北京时间08时和20时。基于此我们也将指数的更新和发布时间定于此，每天在08时和20时进行2次指数预报更新。
[0032]根据的ECMWF模式各要素预报时长和间隔，综合天文观测需求，我们将指数的总预报时长定为240小时，在0～90小时范围内预报为逐1小时进行指数预报，90～240小时为逐6小时预报天文指数。
[0033]由于在暗夜社区内的观星条件会被整个社区内的天空环境所影响，所以需划定整个暗夜社区影响天文观测天空环境的范围，根据预报区域信息最后得出暗夜社区某个时刻的天文观测指数。ECMWF模式预报的空间分辨率为0.05
°×
0.05
°
分辨率网格，实际暗夜社区由一个网格预报单元所覆盖，具体范围图如图1所示。即暗夜社区的天文观测指数的相关天气数值预报将获取于ECMWF模式中的这个网格预报单元。
[0034]2、影响因素及其权重设定
[0035]我们采用了层次分析法(AH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：包括天文观测指数要素、指数设计与计算与实证研究与分析；所述指数设计与计算包括设计思路和计算方法、影响因素及其权重设定、算法优化和实现细节；所述实证研究与分析包括指数计算结果展示与计算结果分析和检验。2.根据权利要求1所述的天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：所述天文观测指数要素包括总云量、能见度、降水、空气温度、露点温度、湿度、风速以及月光。3.根据权利要求1所述的天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：所述设计思路和计算方法，定义以0～100的值范围作为指数的数字表述形式，100代表天空环境极适合天文观测，0代表最差天文观测条件。4.根据权利要求1所述的天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：所述指数的更新和发布时间定于每天在08时和20时进行2次指数预报更新。5.根据权利要求1所述的天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：所述指数的总预报时长定为240小时，在0～90小时范围内预报为逐1小时进行指数预报，90～240小时为逐6小时预报天文指数。6.根据权利要求1所述的天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：所述影响因素及其权重设定，采用了层次分析法(AHP)来确定各个指标的权重，将天文观测指数的各项指标分为三个层次：一级为天文观测环境，二级为天文观测质量，三级为天文观测条件。7.根据权利要求1所述的天文观测指数的预报系统及方法，其特征在于：所述数计算公式为：100+云量核减
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅林，刘东华，郑建川，王栋，吴亮，叶嘉晖，
申请(专利权)人：深圳市国家气候观象台深圳市天文台，
类型：发明
国别省市：