上次更新:2012年11月1日

1. 简介

  晴天钟是一系列天气预测产品的总称,它们主要提取于美国国家大气海洋局/气候环境预测局(NOAA/NCEP)的“全球预测系统”(Global Forecast System, GFS)数值模式。晴天钟在2005年7月作为国家天文台宇宙驿站服务器的实验产品开始运作,并在2008年及2011年进行了大规模的翻新。目前它由中国科学院上海天文台中国天文科普网提供硬件及网络支持。


晴天钟第二版,如今天文产品的前身

  晴天钟为全球超过150万个地点提供高分辨率的天气预测,每日更新4次。同时,它也为不同需求的用户提供量身定制的预报产品。

2. 获得预报

  预报可以通过访问网站界面(www.7timer.info)或应用程序接口(API)获得。

2.1 网站界面

  网站界面集成在谷歌地图API第三版之下,目前支持的浏览器有Internet Explorer 7.0+、Firefox 3.0+、Safari 4+、Google Chrome以及安卓平台的浏览器。要获得某一地点的预报,只需单击该地点,并将鼠标移动到信标上方,包含预报页面链接集合的信息框将即刻显示。

  对于无法使用谷歌地图API的用户,可以通过搜索框下方的链接直接进入预报页面,然后使用预报页面的搜索框搜寻地点。这一方式在大多数支持JavaScript的浏览器下面均可用,诸如Internet Explorer 6.0浏览器。

  请注意:有些产品的预报图表需要更长的载入时间(比如民用或气象用途产品),因此请耐心等待。

  您也可以使用网站界面顶端的搜索表单搜寻一个地点。搜寻请求将由谷歌地图的服务器处理。

  默认的定位方法为GeoIP,及使用您的IP地址进行定位。您可以尝试使用W3C进行定位,这种定位方法具有更高的可用度及精确度,但只能在Firefox 3.5+、Google Chrome、Opera 10.6+、Internet Explorer 9.0+及Safari 5+上工作。在移动设备上,W3C定位可以在iPhone、Android、Maemo以及Opera Mobile 10.1+上工作。目前晴天钟不支持通过Google Gears的方式进行定位。

2.2 应用程序接口(API)

  晴天钟的应用程序接口(API)具有极强的扩展性及易用性,并且无需API密钥即可直接使用。目前,我们为不同需求的用户提供了两种API:

2.2.1 图表API

  调用图表API将会返回类似晴天钟网站所见的预报图表。图表API的地址类似于:

http://www.7timer.info/bin/astro.php?lon=113.17&lat=23.09&ac=0&lang=zh-CN&unit=metric&tzshift=0

  返回的图表为PNG格式,所以您可以使用<img>标签来在您的网站中包含它。

2.2.2 程序API

  调用程序API将会返回一系列数据,使用XML或JSON格式封装,因此可以直接被程序调用。调用地址类似于:

http://www.7timer.info/bin/astro.php?lon=113.17&lat=23.09&ac=0&lang=en&unit=metric&output=internal&tzshift=0

  成功调用程序API需要设置好四个参数:lon、lat对应预报地点的地理坐标,product为所选产品(应为"astro", "civil", "civillight", "meteo"或"two"其中之一),以及格式(xml或json)。

  不同用途产品的API提供不同气象要素的预报数据,小结如下:

民用 民用简化版 两周展望 天文用途 气象用图
云量
云量垂直分布
抬升指数
2米气温
2米最高气温
2米最低气温
2米相对湿度 高分辨 低分辨 低分辨 低分辨
相对湿度垂直
10米风向风速 低分辨 低分辨 低分辨 低分辨 高分辨
风向风速垂直 高分辨
降水类型
降水类型
视宁度
透明度
修正海压
雪深
天气类型

2.2.3 变量

  调用API时,您可以根据需求对一些变量进行设置。

lon, lat – 指定地点的经纬度,必须是浮点数,比如+23.090或-23.090,精确到0.001度即可。
ac – 高度改正,只对天文用途产品有效。可取0(默认)、2或7。
lang – 语言。对气象用途产品无效。
unit – 公制或英制。
output – 可设定为internal(图表输出)、xml或json。
tzshift – 时区微调,可取0、1或-1。

2.3 产品及图标定义

  晴天钟目前提供四种不同用途的产品,供有不同需求的用户使用。

2.3.1 民用

  民用产品,顾名思义,主要为民用。它会简洁地给出未来8日内逐三小时预报。所用图标以及程序API返回值的详细解释如下所列。

图标定义

图标 含义 详细定义
总云量小于20%
有云 总云量介于20%-60%间
多云 总云量介于60%-80%间
总云量超过80%
有雾 相对湿度超过90%且总云量小于60%
小雨或阵雨 降水强度小于4毫米/小时且总云量超过80%
局地阵雨 降水强度小于4毫米/小时且总云量介于60%-80%间
零星阵雨 降水强度小于4毫米/小时且总云量小于60%
小雪或阵雪 降水强度小于4毫米/小时
有雨 降水强度超过4毫米/小时
有雪 降水强度超过4毫米/小时
雨夹雪 降水类型为冰粒或冻雨
雷暴 抬升指数小于-5及降水强度小于4毫米/小时
雷雨 抬升指数小于-5及降水强度超过4毫米/小时
大风 持续风速超过10.8米/秒(6级以上)
气象图标由Weather Sniffer及Iconbest设计

API返回值定义

变量 返回值 定义
云量 1 0%-6%
2 6%-19%
3 19%-31%
4 31%-44%
5 44%-56%
6 56%-69%
7 69%-81%
8 81%-94%
9 94%-100%
抬升指数 -10 小于-7
-6 -7至-5
-4 -5至-3
-1 -3至0
2 0至4
6 4至8
10 8至11
15 大于11
2米气温 -76至60 -76摄氏度至+60摄氏度
2米相对湿度 0至100 0%至100%
10米风向 N, NE, E, SE, S, SW, W, NW
10米风速 1 低于0.3米/秒(无风)
2 0.3-3.4米/秒(1-2级)
3 3.4-8.0米/秒(3-4级)
4 8.0-10.8米/秒(5级)
5 10.8-17.2米/秒(6-7级)
6 17.2-24.5米/秒(8-9级)
7 24.5-32.6米/秒(10-11级)
8 超过32.6米/秒(12级或以上)
降水类型 snow(雪)、rain(雨)、frzr(冻雨)、icep(冰粒)、none(无)
降水强度 0
1 0-0.25毫米/小时
2 0.25-1毫米/小时
3 1-4毫米/小时
4 4-10毫米/小时
5 10-16毫米/小时
6 16-30毫米/小时
7 30-50毫米/小时
8 50-75毫米/小时
9 超过75毫米/小时
天气类型(与图标定义表基本一致) clearday, clearnight 总云量小于20%
pcloudyday, pcloudynight 总云量介于20%-60%间
mcloudyday, mcloudynight 总云量介于60%-80%间
cloudyday, cloudynight 总云量超过80%
humidday, humidnight 相对湿度超过90%且总云量小于60%
lightrainday, lightrainnight 降水强度小于4毫米/小时且总云量超过80%
oshowerday, oshowernight 降水强度小于4毫米/小时且总云量介于60%-80%间
ishowerday, ishowernight 降水强度小于4毫米/小时且总云量小于60%
lightsnowday, lightsnownight 降水强度小于4毫米/小时
rainday, rainnight 降水强度超过4毫米/小时
snowday, snownight 降水强度超过4毫米/小时
rainsnowday, rainsnownight 降水类型为冰粒或冻雨
tsday, tsnight 抬升指数小于-5及降水强度小于4毫米/小时
tsrainday, tsrainnight 抬升指数小于-5及降水强度超过4毫米/小时
无效值 -9999 无效值

2.3.2 民用简化版

  民用简化版预报,顾名思义,是民用预报的简化版,它只提供一周逐日预报。其图标及API输出定义与民用预报一致。

2.3.3 两周展望

  两周展望会简明地给出未来9-16天的天气估计。所用图标以及程序API返回值的详细解释如下所列。

图标定义

图标 含义 详细定义
总云量小于20%
有云 总云量介于20%-80%间
总云量超过80%
有雨 有雨
有雪 有雪
雷暴 抬升指数小于-5
雷雨 抬升指数小于-5且有雨
气象图标由Weather Sniffer及Iconbest设计

API返回值定义

变量 返回值 定义
云量 1 0%-6%
2 6%-19%
3 19%-31%
4 31%-44%
5 44%-56%
6 56%-69%
7 69%-81%
8 81%-94%
9 94%-100%
抬升指数 -10 小于-7
-6 -7至-5
-4 -5至-3
-1 -3至0
2 0至4
6 4至8
10 8至11
15 大于11
2米最高/最低气温 -76至60 -76摄氏度至+60摄氏度
2m相对湿度 -4 0%-5%
-3 5%-10%
-2 10%-15%
-1 15%-20%
0 20%-25%
1 25%-30%
2 30%-35%
3 35%-40%
4 40%-45%
5 45%-50%
6 50%-55%
7 55%-60%
8 60%-65%
9 65%-70%
10 70%-75%
11 75%-80%
12 80%-85%
13 85%-90%
14 90%-95%
15 95%-99%
16 100%
10m风向 N, NE, E, SE, S, SW, W, NW
10m风速 1 低于0.3米/秒(无风)
2 0.3-3.4米/秒(1-2级)
3 3.4-8.0米/秒(3-4级)
4 8.0-10.8米/秒(5级)
5 10.8-17.2米/秒(6-7级)
6 17.2-24.5米/秒(8-9级)
7 24.5-32.6米/秒(10-11级)
8 超过32.6米/秒(12级或以上)
降水类型 snow(雪)、rain(雨)、frzr(冻雨)、icep(冰粒)、none(无)
天气类型(与图标定义表基本一致) clear 总云量小于20%
mcloudy 总云量介于20%-80%间
cloudy 总云量超过80%
rain 有雨且总云量超过80%
snow 有雪且总云量超过80%
ts 抬升指数小于-5
tsrain 抬升指数小于-5且有雨
无效值 -9999 无效值

  请注意:由于预报时间较远,本预报的可靠性较低。

2.3.4 天文用途

  天文用途预报是晴天钟最老的产品,它的预报时长为3天,提供诸如视宁度、透明度等天文学家比较关心的气象量的预报。有关预报方法的详情,请参阅Publ. Astron. Soc. Pac., 123, 113,以及里面提及的文献。

图标及API返回值的详细解释如下。

图标定义

图标 定义
云量八分图,蓝色代表晴天所占的比例,白色代表云所占的比例,从左到右的云量从0%递增到100%。
视宁度,从左到右:<0.5", 0.5"-0.75", 0.75"-1", 1"-1.25", 1.25"-1.5", 1.5"-2", 2"-2.5", >2.5"。简单地说,图标越小/越蓝,视宁度越好。
透明度,从左到右:<0.3, 0.3-0.4, 0.4-0.5, 0.5-0.6, 0.6-0.7, 0.7-0.85, 0.85-1, >1(单位为星等每大气质量)。简单地说,横杠越少/越蓝,透明度越好。
可能有雨/有雪
大气不稳定度,从左到右分别代表抬升指数介于0至-3,-3至-5,以及小于-5。
高湿度警告。从左到右:相对湿度介于80%-90%,90%-95%,以及超过95%。
大风警告。从左到右:持续风速介于8.0-10.8米/秒(5级),10.8-17.2米/秒(6-7级),以及17.2米/秒以上(8级以上)。

API返回值定义

变量 返回值 定义
云量 1 0%-6%
2 6%-19%
3 19%-31%
4 31%-44%
5 44%-56%
6 56%-69%
7 69%-81%
8 81%-94%
9 94%-100%
抬升指数 -10 小于-7
-6 -7至-5
-4 -5至-3
-1 -3至0
2 0至4
6 4至8
10 8至11
15 大于11
2米气温 -76至60 -76摄氏度至+60摄氏度
视宁度 1 <0.5"
2 0.5"-0.75"
3 0.75"-1"
4 1"-1.25"
5 1.25"-1.5"
6 1.5"-2"
7 2"-2.5"
8 >2.5"
透明度 1 <0.3
2 0.3-0.4
3 0.4-0.5
4 0.5-0.6
5 0.6-0.7
6 0.7-0.85
7 0.85-1
8 >1
2米相对湿度 -4 0%-5%
-3 5%-10%
-2 10%-15%
-1 15%-20%
0 20%-25%
1 25%-30%
2 30%-35%
3 35%-40%
4 40%-45%
5 45%-50%
6 50%-55%
7 55%-60%
8 60%-65%
9 65%-70%
10 70%-75%
11 75%-80%
12 80%-85%
13 85%-90%
14 90%-95%
15 95%-99%
16 100%
10米风速 1 低于0.3米/秒(无风)
2 0.3-3.4米/秒(1-2级)
3 3.4-8.0米/秒(3-4级)
4 8.0-10.8米/秒(5级)
5 10.8-17.2米/秒(6-7级)
6 17.2-24.5米/秒(8-9级)
7 24.5-32.6米/秒(10-11级)
8 超过32.6米/秒(12级或以上)
降水类型 snow(雪)、rain(雨)、none(无)
无效值 -9999 无效值

  老版本中的“高度改正”功能现在已经恢复。如果您的地点较周边地区高出许多时,可以考虑使用这一功能。一种很好的判定方法是比较预报和实际的温度值,若差异较大(比如5-10度)时,就应考虑打开高度改正功能。目前高度改正可以设为2000米或7000米。

2.3.5 气象用途

  气象用途产品包括了相当数量气象要素的预报,比如相对湿度及风速的垂直剖面。风及云量预报均按惯例绘制(参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Station_model)。预报时长为192小时(8天)。

API返回值定义

变量 返回值 定义
云量(含高中低云) 1 0%-6%
2 6%-19%
3 19%-31%
4 31%-44%
5 44%-56%
6 56%-69%
7 69%-81%
8 81%-94%
9 94%-100%
抬升指数 -10 小于-7
-6 -7至-5
-4 -5至-3
-1 -3至0
2 0至4
6 4至8
10 8至11
15 大于11
2米气温 -76至60 -76摄氏度至+60摄氏度
相对湿度(2米及垂直剖面) -4 0%-5%
-3 5%-10%
-2 10%-15%
-1 15%-20%
0 20%-25%
1 25%-30%
2 30%-35%
3 35%-40%
4 40%-45%
5 45%-50%
6 50%-55%
7 55%-60%
8 60%-65%
9 65%-70%
10 70%-75%
11 75%-80%
12 80%-85%
13 85%-90%
14 90%-95%
15 95%-99%
16 100%
风速(10米及垂直剖面) 1 低于0.3米/秒(无风)
2 0.3-3.4米/秒(1-2级)
3 3.4-8.0米/秒(3-4级)
4 8.0-10.8米/秒(5级)
5 10.8-17.2米/秒(6-7级)
6 17.2-24.5米/秒(8-9级)
7 24.5-32.6米/秒(10-11级)
8 32.6-36.7米/秒(12级)
9 36.7-41.4米/秒(13级)
10 41.4-46.2米/秒(14级)
11 46.2-50.9米/秒(15级)
12 50.9-55.9米/秒(16级)
13 超过55.9米/秒(17级或以上)
风向 0-360 0-360度,间隔5度,以0度为正北
修正海压 924-1060 924百帕至1060百帕
降水类型 snow(雪)、rain(雨)、frzr(冻雨)、icep(冰粒)、none(无)
降水强度 0
1 0-0.25毫米/小时
2 0.25-1毫米/小时
3 1-4毫米/小时
4 4-10毫米/小时
5 10-16毫米/小时
6 16-30毫米/小时
7 30-50毫米/小时
8 50-75毫米/小时
9 75+毫米/小时
雪深 0
1 0-1厘米
2 1-5厘米
3 5-10厘米
4 10-25厘米
5 25-50厘米
6 50-100厘米
7 100-150厘米
8 150-250厘米
9 250+厘米
无效值 -9999 无效值

3. 天气图

  天气图均直接由GFS数据包绘制,主要供天文/气象使用。绝大多数天气图无需单独的图例,除风/流场以及降水场外。

风速图例

无风

1-2级

3-4级

5级

6-7级

8-9级

10-11级

12级

降水类型图例

冻雨

冰粒

降水强度图例

<0.25毫米/小时

0.25-1毫米/小时

1-4毫米/小时

4-10毫米/小时

10-16毫米/小时

16-30毫米/小时

30-50毫米/小时

50-75毫米/小时

>75毫米/小时

无显著降雨

小雨

中雨

大雨

暴雨

大暴雨

4. 常见问题

问:预报页面的地址总是显示为“未知区域”?

答:预报页面的地址解析由Google Geocoding API处理。由于这一API设定了每日请求上限为2500次,当请求超限的时候地址将会显示为“未知区域”。在时机合适的时候我会考虑加入内建的地址解析功能以便解决这一问题。

问:在高度改正功能启用的时候,天文用途预报有些量显示问号?

答:这是正常的 – 在高度改正功能启用的时候,降水以及不稳定度预报将会显示问号,这是因为GFS数据本身只提供这些量在地表时的数值。

5. 致谢及声明

  晴天钟在2005-2010年间由国家天文台宇宙驿站项目(由崔辰州博士管理)提供支持,自2011年起由中国科学院上海天文台中国科普网项目(由林清博士及汤海明先生管理)提供支持,在此谨表谢意。同时感谢Attilla Danko先生对本人的启发,李祖强先生及Johnson Lau博士在数据处理脚本上的巨大贡献,感谢石辽珊女士在测试每一个新版本上给予的帮助,感谢littlePig先生和Max先生在本人学习使用谷歌地图API上的启发,以及感谢其他所有朋友们对本项目一如既往的支持。

  晴天钟提供的气象数据完全免费且不附带任何条款——只要不将其用于商业用途,您可以自由使用它们;程序作者请在使用时知会本人。使用时请注意,天气预报不可能100%准确,因此请牢记“责任自负”的原则。

晴天钟 荣幸地由Xasteria for iOS中国科学院上海天文台中国天文科普网提供硬件及网络服务