一种天文观测指数的预报系统及方法与流程

本发明涉及预报系统，具体是一种天文观测指数的预报系统及方法。

背景技术：

1、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。

2、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

1、为解决以上问题，本发明提出一种天文观测指数的预报系统及方法。

2、本发明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；

3、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；

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、优选的，所述文观测指数分级与定义方式：

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

18、本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

19、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。

技术特征：

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；

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×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。

8.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。

9.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：所述文观测指数分级与定义方式：

技术总结
本发明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。

技术研发人员：梅林,刘东华,郑建川,王栋,吴亮,叶嘉晖
受保护的技术使用者：深圳市国家气候观象台（深圳市天文台）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15