上次更新:2012年11月1日

1. 簡介

  晴天鐘是一系列天氣預測產品的總稱,它們主要提取於美國國家大氣海洋局/氣候環境預測局(NOAA/NCEP)的“全球預測系統”(Global Forecast System , GFS)數值模式。 晴天鐘在2005年7月作為國家天文台宇宙驛站服務器的實驗產品開始運作,並在2008年及2011年進行了大規模的翻新。目前它由中國科學院上海天文台中國天文科普網提供硬件及網絡支持。


晴天鐘第二版,如今天文產品的前身

  晴天鐘為全球超過150萬個地點提供高解析率的天氣預測,每日更新4次。同時,它也為不同需求的用戶提供量身定制的預報產品。

2. 獲得預報

  預報可以通過訪問網站界面(www.7timer.info)或應用程序介面(API)獲得。

2.1 網站界面

  網站界面集成在谷歌地圖API第三版之下,目前支持的瀏覽器有Internet Explorer 7.0+、Firefox 3.0+、Safari 4+、Google Chrome以及安卓平台的瀏覽器。要獲得某一地點的預報,只需單擊該地點,並將鼠標移動到信標上方,包含預報頁面鏈接集合的信息框將即刻顯示。

  對於無法使用谷歌地圖API的用戶,可以通過搜索框下方的鏈接直接進入預報頁面,然後使用預報頁面的搜索框搜尋地點。這一方式在大多數支持JavaScript的瀏覽器下面均可用,諸如Internet Explorer 6.0瀏覽器。

  請注意:有些產品的預報圖表需要更長的載入時間(比如民用或氣​​象用途產品),因此請耐心等待。

  您也可以使用網站界面頂端的搜索表單搜尋一個地點。搜尋請求將由谷歌地圖的服務器處理。

  默認的定位方法為GeoIP,及使用您的IP地址進行定位。您可以嘗試使用W3C進行定位,這種定位方法具有更高的可用度及精確度,但只能在Firefox 3.5+、Google Chrome、Opera 10.6+、Internet Explorer 9.0+及Safari 5+上工作。在移動設備上,W3C定位可以在iPhone、Android、Maemo以及Opera Mobile 10.1+上工作。目前晴天鐘不支持通過Google Gears的方式進行定位。

2.2 應用程序介面(API)

  晴天鐘的應用程序介面(API)具有極強的擴展性及易用性,並且無需API密鑰即可直接使用。目前,我們為不同需求的用戶提供了兩種API:

2.2.1 圖表API

  調用圖表API將會返回類似晴天鐘網站所見的預報圖表。圖表API的地址類似於:

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

  返回的圖表為PNG格式,所以您可以使用<img>標籤來在您的網站中包含它。

2.2.2 程序API

  調用程序API將會返回一系列數據,使用XML或JSON格式封裝,因此可以直接被程序調用。調用地址類似於:

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

  不成功調用程序API需要設置好四個參數:lon、lat對應預報地點的地理坐標,product為所選產品(應為"astro", "civil", "civillight", "meteo"或"two"其中之一),以及格式(xml或json)。

  不同用途產品的API提供不同氣像要素的預報數據,小結如下:

民用 民用簡化版 兩週展望 天文用途 氣象用圖
雲量
雲量垂直分佈
抬升指數
2米氣溫
2米最高氣溫
2米最低氣溫
2米相對濕度 高解析 低解析 低解析 低解析
相對濕度垂直
10米風向風速 低解析 低解析 低解析 低解析 高解析
風向風速垂直 高解析
降水類型
降水類型
視寧度
透明度
修正海壓
雪深
天氣類型

2.2.3 變量

  調用API時,您可以根據需求對一些變量進行設置。

lon, lat – 指定地點的經緯度,必須是浮點數,比如+23.090或-23.090,精確到0.001度即可。
ac – 高度改正,只對天文用途產品有效。可取0(默認)、2或7。
lang – 語言。對氣象用途產品無效。
unit – 公製或英制。
output – 可設定為internal(圖表輸出)、xml或json。
tzshift – 時區微調,可取0、1或-1。

2.3 產品及圖標定義

  晴天鐘目前提供四種不同用途的產品,​​供有不同需求的用戶使用。

2.3.1 民用

  民用產品,顧名思義,主要為民用。它會簡潔地給出未來8日內逐三小時預報。所用圖標以及程序API返回值的詳細解釋如下所列。

圖標定義

圖標 含義 詳細定義
總雲量小於20%
有云 總雲量介於20%-60%間
多雲 總雲量介於60%-80%間
總雲量超過80%
有霧 相對濕度超過90%且總雲量小於60%
小雨或陣雨 降水強度小於4毫米/小時且總雲量大於80%
局地陣雨 降水強度小於4毫米/小時且總雲量介於60%-80%間
零星陣雨 降水強度小於4毫米/小時且總雲量小於60%
小雪或陣雪 降水強度小於4毫米/小時
有雨 降水強度超過4毫米/小時
有雪 降水強度超過4毫米/小時
雨夾雪 降水類型為冰粒或凍雨
雷暴 抬升指數小於-5及降水強度小於4毫米/小時
雷雨 抬升指數小於-5及降水強度超過4毫米/小時
大風 持續風速超過10.8米/秒(6級以上)
氣象圖標由Weather Sniffer及Iconbest設計

API返回值定義

變量 返回值 定義
雲量 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%
抬升指數 -10 小於-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 大於11
2米氣溫 -76至60 -76攝氏度至+60攝氏度
2米相對濕度 0至100 0%至100%
10米風向 N, NE, E, SE, S, SW, W, NW
10米風速 1 低於0.3米/秒(無風)
2 0.3-3.4米/秒(1-2級)
3 3.4-8.0米/秒(3-4級)
4 8.0-10.8米/秒(5級)
5 10.8-17.2米/秒(6-7級)
6 17.2-24.5米/秒(8-9級)
7 24.5-32.6米/秒(10-11級)
8 超過32.6米/秒(12級或以上)
降水類型 snow(雪)、rain(雨)、frzr(凍雨)、icep(冰粒)、none(無)
降水強度 0
1 0-0.25毫米/小時
2 0.25-1毫米/小時
3 1-4毫米/小時
4 4-10毫米/小時
5 10-16毫米/小時
6 16-30毫米/小時
7 30-50毫米/小時
8 50-75毫米/小時
9 超過75毫米/小時
天氣類型(與圖標定義表基本一致) clearday, clearnight 總雲量小於20%
pcloudyday, pcloudynight 總雲量介於20%-60%間
mcloudyday, mcloudynight 總雲量介於60%-80%間
cloudyday, cloudynight 總雲量超過80%
humidday, humidnight 相對濕度超過90%且總雲量小於60%
lightrainday, lightrainnight 降水強度小於4毫米/小時
lightsnowday, lightsnownight 降水強度小於4毫米/小時且總雲量大於80%
oshowerday, oshowernight 降水強度小於4毫米/小時且總雲量介於60%-80%間
ishowerday, ishowernight 降水強度小於4毫米/小時且總雲量小於60%
rainday, rainnight 降水強度超過4毫米/小時
snowday, snownight 降水強度超過4毫米/小時
rainsnowday, rainsnownight 降水類型為冰粒或凍雨
tsday, tsnight 抬升指數小於-5及降水強度小於4毫米/小時
tsrainday, tsrainnight 抬升指數小於-5及降水強度超過4毫米/小時
無效值 -9999 無效值

2.3.2 民用簡化版

  民用簡化版預報,顧名思義,是民用預報的簡化版,它只提供一周逐日預報。其圖標及API輸出定義與民用預報一致。

2.3.3 兩週展望

  兩週展望會簡明地給出未來9-16天的天氣估計。所用圖標以及程序API返回值的詳細解釋如下所列。

圖標定義

圖標 含義 詳細定義
總雲量小於20%
有云 總雲量介於20%-80%間
總雲量超過80%
有雨 有雨
有雪 有雪
雷暴 抬升指數小於-5
雷雨 抬升指數小於-5且有雨
氣象圖標由Weather Sniffer及Iconbest設計

API返回值定義

變量 返回值 定義
雲量 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%
抬升指數 -10 小於-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 大於11
2米最高/最低氣溫 -76至60 -76攝氏度至+60攝氏度
2m相對濕度 -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風向 N, NE, E, SE, S, SW, W, NW
10m風速 1 低於0.3米/秒(無風)
2 0.3-3.4米/秒(1-2級)
3 3.4-8.0米/秒(3-4級)
4 8.0-10.8米/秒(5級)
5 10.8-17.2米/秒(6-7級)
6 17.2-24.5米/秒(8-9級)
7 24.5-32.6米/秒(10-11級)
8 超過32.6米/秒(12級或以上)
降水類型 snow(雪)、rain(雨)、frzr(凍雨)、icep(冰粒)、none(無)
天氣類型(與圖標定義表基本一致) clear 總雲量小於20%
mcloudy 總雲量介於20%-80%間
cloudy 總雲量超過80%
rain 有雨且總雲量超過80%
snow 有雪且總雲量超過80%
ts 抬升指數小於-5
tsrain 抬升指數小於-5且有雨
無效值 -9999 無效值

  請注意:由於預報時間較遠,本預報的可靠性較低。

2.3.4 天文用途

  天文用途預報是晴天鐘最老的產品,它的預報時長為3天,提供諸如視寧度、透明度等天文學家比較關心的氣象量的預報。有關預報方法的詳情,請參閱Publ. Astron. Soc. Pac., 123, 113,以及里面提及的文獻。

圖標及API返回值的詳細解釋如下。

圖標定義

圖標 定義
雲量八分圖,藍色代表晴天所佔的比例,白色代表云所佔的比例,從左到右的雲量從0 %遞增到100%。
視寧度,從左到右:<0.5", 0.5"-0.75", 0.75"-1", 1" -1.25", 1.25"-1.5", 1.5"-2", 2"-2.5", >2.5"。簡單地說,圖標越小/越藍,視寧度越好。
透明度,從左到右:<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(單位為星等每大氣質量)。簡單地說,橫槓越少/越藍,透明度越好。
可能有雨/有雪
大氣不穩定度,從左到右分別代表抬升指數介於0至-3,-3至-5,以及小於-5。
高濕度警告。從左到右:相對濕度介於80%-90%,90%-95%,以及超過95%。
大風警告。從左到右:持續風速介於8.0-10.8米/秒(5級),10.8-17.2米/秒(6-7級),以及17.2米/秒以上(8級以上)。

API返回值定義

變量 返回值 定義
雲量 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%
抬升指數 -10 小於-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 大於11
2米氣溫 -76至60 -76攝氏度至+60攝氏度
視寧度 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米相對濕度 -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米風速 1 低於0.3米/秒(無風)
2 0.3-3.4米/秒(1-2級)
3 3.4-8.0米/秒(3-4級)
4 8.0-10.8米/秒(5級)
5 10.8-17.2米/秒(6-7級)
6 17.2-24.5米/秒(8-9級)
7 24.5-32.6米/秒(10-11級)
8 超過32.6米/秒(12級或以上)
降水類型 snow(雪)、rain(雨)、none(無)
無效值 -9999 無效值

  老版本中的“高度改正”功能現在已經恢復。如果您的地點較周邊地區高出許多時,可以考慮使用這一功能。一種很好的判定方法是比較預報和實際的溫度值,若差異較大(比如5-10度)時,就應考慮打開高度改正功能。目前高度改正可以設為2000米或7000米。

2.3.5 氣象用途

  氣象用途產品包括了相當數量氣象要素的預報,​​比如相對濕度及風速的垂直剖面。風及雲量預報均按慣例繪製(參閱http://en.wikipedia.org/wiki/Station_model)。預報時長為192小時(8天)。

API返回值定義

變量 返回值 定義
雲量(含高中低雲) 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%
抬升指數 -10 小於-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 大於11
2米氣溫 -76至60 -76攝氏度至+60攝氏度
相對濕度(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%
風速(10米及垂直剖面) 1 低於0.3米/秒(無風)
2 0.3-3.4米/秒(1-2級)
3 3.4-8.0米/秒(3-4級)
4 8.0-10.8米/秒(5級)
5 10.8-17.2米/秒(6-7級)
6 17.2-24.5米/秒(8-9級)
7 24.5-32.6米/秒(10-11級)
8 32.6-36.7米/秒(12級)
9 36.7-41.4米/秒(13級)
10 41.4-46.2米/秒(14級)
11 46.​​2-50.9米/秒(15級)
12 50.9-55.9米/秒(16級)
13 超過55.9米/秒(17級或以上)
風向 0-360 0-360度,間隔5度,以0度為正北
修正海壓 924-1060 924百帕至1060百帕
降水類型 snow(雪)、rain(雨)、frzr(凍雨)、icep(冰粒)、none(無)
降水強度 0
1 0-0.25毫米/小時
2 0.25-1毫米/小時
3 1-4毫米/小時
4 4-10毫米/小時
5 10-16毫米/小時
6 16-30毫米/小時
7 30-50毫米/小時
8 50-75毫米/小時
9 75+毫米/小時
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
無效值 -9999 無效值

3. 天氣圖

  天氣圖均直接由GFS數據包繪製,主要供天文/氣象使用。絕大多數天氣圖無需單獨的圖例,除風/流場以及降水場外。

風速圖例

無風

1-2級

3-4級

5級

6-7級

8-9級

10-11級

12級

降水類型圖例

凍雨

冰粒

降水強度圖例

<0.25毫米/小時

0.25-1毫米/小時

1-4毫米/小時

4-10毫米/小時

10-16毫米/小時

16-30毫米/小時

30-50毫米/小時

50-75毫米/小時

>75毫米/小時

無顯著降雨

小雨

中雨

大雨

暴雨

大暴雨

4. 常見問題

問:預報頁面的地址總是顯示為“未知區域”?

答:預報頁面的地址解析由Google Geocoding API處理。由於這一API設定了每日請求上限為2500次,當請求超限的時候地址將會顯示為“未知區域”。在時機合適的時候我會考慮加入內建的地址解析功能以便解決這一問題。

問:在高度改正功能啟用的時候,天文用途預報有些量顯示問號?

答:這是正常的– 在高度改正功能啟用的時候,降水以及不穩定度預報將會顯示問號,這是因為GFS數據本身只提供這些量在地表時的數值。

5. 致謝及聲明

  晴天鐘在2005-2010年間由國家天文台宇宙驛站項目(由崔辰州博士管理)提供支持,自2011年起由中國科學院上海天文台中國科普網項目(由林清博士及湯海明先生管理)提供支持,在此謹表謝意。同時感謝Attilla Danko先生對本人的啟發,李祖強先生及Johnson Lau博士在數據處理腳本上的巨大貢獻,感謝石遼珊女士在測試每一個新版本上給予的幫助,感謝littlePig先生和Max先生在本人學習使用谷歌地圖API上的啟發,以及感謝其他所有朋友們對本項目一如既往的支持。

  晴天鐘提供的氣象數據完全免費且不附帶任何條款——只要不將其用於商業用途,您可以自由使用它們;程序作者請在使用時知會本人。使用時請注意,天氣預報不可能100%準確,因此請牢記“責任自負”的原則。

晴天鐘 榮幸地由Xasteria for iOS中國科學院上海天文台中國天文科普網提供硬件及網絡服務