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河北下轄區(qū)域在一些人眼中,氣象部門(mén)的主要職責(zé)是預(yù)報(bào)天氣。然而,在世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)生活中,不少行業(yè),如農(nóng)業(yè)、交通業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)、銷售業(yè)、保險(xiǎn)業(yè)等,無(wú)一例外與天氣的變化息息相關(guān)。
大數(shù)據(jù)時(shí)代,氣象服務(wù)在不斷地拓寬領(lǐng)域,從最基礎(chǔ)的天氣預(yù)報(bào)到現(xiàn)有的氣候預(yù)測(cè)、氣候可行性論證、公共氣象服務(wù)、專業(yè)專項(xiàng)氣象服務(wù)、氣象防災(zāi)減災(zāi),為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富、減輕損失。而大數(shù)據(jù),成為氣象服務(wù)不斷創(chuàng)新和創(chuàng)新和完善完善的重要支撐。在世界氣象日之際,記者探訪我省氣象部門(mén),感受大數(shù)據(jù)時(shí)代氣象萬(wàn)千的氣象“云”。
世界發(fā)展的趨勢(shì)之一就是信息化,不同數(shù)據(jù)之間相互交叉編織成立體的、密集的信息網(wǎng),在其中的任何一個(gè)數(shù)據(jù)都可能有它的用途。那么,如何從氣象角度看大數(shù)據(jù)呢?
特別的大數(shù)據(jù)——?dú)庀髿v來(lái)同數(shù)據(jù)打交道
在一些人眼中,氣象部門(mén)的主要職責(zé)是預(yù)報(bào)天氣。然而,在世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)生活中,不少行業(yè),如農(nóng)業(yè)、交通業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)、銷售業(yè)、保險(xiǎn)業(yè)等,無(wú)一例外與天氣的變化息息相關(guān),隨著氣象在社會(huì)生產(chǎn)生活中越來(lái)越受重視,氣象業(yè)務(wù)也在不斷地拓寬領(lǐng)域,從最基礎(chǔ)的天氣預(yù)報(bào)到現(xiàn)有的氣候預(yù)測(cè)、氣候可行性論證、公共氣象服務(wù)、專業(yè)專項(xiàng)氣象服務(wù)、氣象防災(zāi)減災(zāi)等,氣象業(yè)務(wù)仍將繼續(xù)拓展,把氣象產(chǎn)品送到更多人手中,為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富、減輕損失。
毫不夸張地說(shuō),氣象部門(mén)就是一個(gè)超大的“數(shù)據(jù)庫(kù)”,里面存儲(chǔ)了海量的數(shù)據(jù)。從業(yè)務(wù)角度對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分,包括氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
計(jì)量和記錄一起促成了數(shù)據(jù)的誕生,它們是數(shù)據(jù)化最早的根基,氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)是開(kāi)展各項(xiàng)氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。我們平時(shí)從電視、報(bào)紙或者網(wǎng)站獲取的看似簡(jiǎn)單的天氣預(yù)報(bào)信息,在其后都有非常龐雜的數(shù)據(jù)采集作支撐,包括全國(guó)2000多個(gè)地面站、120多個(gè)高空探測(cè)站、6顆在軌衛(wèi)星、5萬(wàn)多個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、600多個(gè)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)站、300多個(gè)雷達(dá)站等,逐日逐小時(shí)甚至到逐分鐘掃描著中國(guó)出現(xiàn)的各種各樣的大氣數(shù)據(jù)。僅就貴州來(lái)說(shuō),每天有85個(gè)氣象站、3000多個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站、7部新一代多普勒天氣雷達(dá)、2個(gè)探空雷達(dá)站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各類氣象要素。我們每日接收到的天氣預(yù)報(bào)信息,就是由如此龐雜的數(shù)據(jù),再加上歐亞甚至全球的所有氣象數(shù)據(jù),通過(guò)篩選、運(yùn)算、分析等一系列復(fù)雜的工序得到的。隨著預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,這些數(shù)據(jù)將更加精密,數(shù)量也將繼續(xù)增加。
隨著各行各業(yè)對(duì)氣象信息的需求越來(lái)越大,簡(jiǎn)單的晴雨氣溫預(yù)報(bào)早已無(wú)法滿足社會(huì)的需要。針對(duì)不同領(lǐng)域、不同行業(yè)、不同群體,氣象部門(mén)要制作相應(yīng)的氣象產(chǎn)品,例如提供給政府的決策氣象服務(wù),水利、電力、交通、農(nóng)業(yè)等部門(mén)對(duì)氣象也各有需求,各類企業(yè)對(duì)氣象信息的需求也不一樣,有的關(guān)注降水,有的關(guān)注氣溫,有的關(guān)注災(zāi)害,有的關(guān)注風(fēng)速風(fēng)向,而且在不同時(shí)間、不同地域,各行各業(yè)對(duì)氣象的需求也不一樣。僅就一般公眾來(lái)說(shuō),對(duì)天氣預(yù)報(bào)的需求也不限于是否下雨、溫度如何升降了,他們渴望更精細(xì)、更準(zhǔn)確、更長(zhǎng)時(shí)效的預(yù)報(bào),甚至需要?dú)庀蟛块T(mén)直接指導(dǎo)他們的生活。氣象產(chǎn)品越來(lái)越龐雜,內(nèi)容越來(lái)越豐富,構(gòu)成了氣象大數(shù)據(jù)中的一部分。
引爆氣象大數(shù)據(jù)——挖掘大數(shù)據(jù)在氣象上的運(yùn)用
量化一切,是數(shù)據(jù)化的核心。長(zhǎng)期以來(lái),無(wú)論是觀測(cè)業(yè)務(wù)、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)還是科研工作,氣象工作者們都一直在做著量化的努力。就氣象數(shù)據(jù)自身來(lái)說(shuō),我們可以由已知的數(shù)據(jù)模擬得到過(guò)去幾千年、幾萬(wàn)年甚至更久以前的氣象數(shù)據(jù),也可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)去預(yù)測(cè)多年后的氣象環(huán)境,當(dāng)然,在這其中還需要量化其他非氣象因子。大數(shù)據(jù)時(shí)代觀點(diǎn)認(rèn)為,對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的相關(guān)運(yùn)算永遠(yuǎn)比對(duì)小數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算得出的結(jié)果準(zhǔn)確,在一定程度上來(lái)說(shuō),氣象部門(mén)一直在做這樣的事,例如我們常用到的“遙相關(guān)”、“模式耦合”等運(yùn)算方法,正是在尋求氣象要素之間,以及氣象與其它事物之間的相關(guān)關(guān)系。
當(dāng)然,一旦我們完成了對(duì)大數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系分析,我們將不僅僅滿足于知道“是什么”,而會(huì)繼續(xù)更深層次地研究因果關(guān)系,找出背后的“為什么”,這就是氣象科研工作者每日在忙碌的事情了。
氣象工作的最終目的是服務(wù)。氣象部門(mén)現(xiàn)有的服務(wù)包括面向政府的決策氣象服務(wù),面向社會(huì)群體的公眾氣象服務(wù),面向水利、電力、交通、農(nóng)業(yè)以及其它部門(mén)或企業(yè)的專業(yè)專項(xiàng)服務(wù),以及針對(duì)干旱、暴雨洪澇、森林火險(xiǎn)、冰雹、雷電等災(zāi)害性天氣的氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)。
防災(zāi)減災(zāi)是氣象部門(mén)最重要的職責(zé)之一,氣象大數(shù)據(jù)在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中大有可為。在大數(shù)據(jù)觀點(diǎn)中,預(yù)測(cè)是核心,而“防災(zāi)”是應(yīng)對(duì)災(zāi)害的重中之重,所以氣象預(yù)警信息顯得尤為重要。氣象預(yù)警的確定,需要非常復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)分析,再綜合地形、地貌等數(shù)據(jù),以及預(yù)報(bào)員自身的經(jīng)驗(yàn)分析。然而,防災(zāi)減災(zāi)的發(fā)展方向,不僅僅是完善預(yù)警系統(tǒng)和提高預(yù)警準(zhǔn)確率,還要做老百姓看得懂的預(yù)警,直接指導(dǎo)他們防災(zāi)避災(zāi),氣象大數(shù)據(jù)必將發(fā)揮很大的作用。例如,我們可以通過(guò)某一個(gè)地方的歷史災(zāi)害情況和歷史氣候數(shù)據(jù),以及該地的地理信息、森林覆蓋情況、居住人口數(shù)據(jù)等,提前知曉在什么天氣條件下該地會(huì)出現(xiàn)洪澇災(zāi)害,雨要下到多大才會(huì)成災(zāi),下那么大的雨會(huì)有多少人受災(zāi),受災(zāi)人群要如何撤離等等,進(jìn)而指導(dǎo)農(nóng)作物種植、房屋建造、建筑設(shè)施規(guī)劃選址等等,從源頭防災(zāi)減災(zāi)。
氣象部門(mén)應(yīng)用氣象大數(shù)據(jù)的實(shí)例很多,實(shí)際上我們每天都在做著這樣的事情。例如今年2月17日我省出現(xiàn)的大范圍雨雪天氣,17日夜間至18日白天,我省普遍出現(xiàn)降雪天氣,有8個(gè)縣出現(xiàn)暴雪,12個(gè)縣出現(xiàn)中雪,52縣出現(xiàn)小雪。全省共有83縣1341鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水,貴陽(yáng)市區(qū)也降下中雪。
其實(shí)早在2月中旬初,我們就已經(jīng)根據(jù)大量的氣象觀測(cè)資料以及模式資料數(shù)據(jù)分析,對(duì)這次大范圍的降雪天氣進(jìn)行密切跟蹤預(yù)報(bào),期間多次向政府及各部門(mén)提供決策服務(wù)材料,通過(guò)各大媒體發(fā)布預(yù)報(bào)和預(yù)警信息,并針對(duì)公路、鐵路、民航、農(nóng)業(yè)等不同領(lǐng)域制作相應(yīng)的氣象服務(wù)產(chǎn)品。正是通過(guò)對(duì)大量氣象數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)與交通、農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,才讓我們做到了準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)和及時(shí)到位的服務(wù),省領(lǐng)導(dǎo)作出重要批示,充分肯定了各部門(mén)之間的通力協(xié)作和聯(lián)動(dòng)應(yīng)對(duì),將降雪對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊懡档搅俗畹汀拇髷?shù)據(jù)角度來(lái)看,這也是對(duì)各行各業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享做出的肯定。
云計(jì)算搭載氣象大數(shù)據(jù)助力防災(zāi)減災(zāi)
氣象數(shù)據(jù)的大量搜集、處理和分析,對(duì)硬、軟件的要求更為苛刻,傳統(tǒng)的處理設(shè)備難以滿足大數(shù)據(jù)處理的功能和性能要求。大數(shù)據(jù)與云計(jì)算是一個(gè)問(wèn)題的兩面,一個(gè)是問(wèn)題,一個(gè)是解決問(wèn)題的方法。
云計(jì)算是大數(shù)據(jù)時(shí)代的基礎(chǔ)。當(dāng)越來(lái)越多的需求出現(xiàn)時(shí),向虛擬的“云端”提出申請(qǐng),“云端”為該需求迅速組織計(jì)算資源,而在計(jì)算結(jié)束并將結(jié)果反饋后,“云端”又可將這些臨時(shí)組織起來(lái)的資源快速釋放。這樣既提高了資源利用率,也使得我們不必為了復(fù)雜的運(yùn)算一味追求昂貴的超級(jí)計(jì)算機(jī)。
云計(jì)算使得大數(shù)據(jù)處理更方便、更快速、更省時(shí)省力,這在氣象防災(zāi)減災(zāi)中意義重大。要提高預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確率、科學(xué)評(píng)估災(zāi)害,必須要納入除氣象數(shù)據(jù)以外的大量其他各行各業(yè)的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的設(shè)備無(wú)法快速處理,這無(wú)疑是和生命財(cái)產(chǎn)安全搶奪時(shí)間,而云計(jì)算可以很好地規(guī)避這個(gè)問(wèn)題。
打破“數(shù)據(jù)壁壘”——?dú)庀蟠髷?shù)據(jù)將大有作為
總的說(shuō)來(lái),氣象大數(shù)據(jù)也就是氣象數(shù)據(jù)加上行業(yè)數(shù)據(jù)分析得出事情變化規(guī)律和對(duì)未來(lái)的一些預(yù)測(cè),也就是說(shuō),要在不同數(shù)據(jù)之間確立一定的規(guī)則,對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。氣象數(shù)據(jù)能做這樣的事情是由于其客觀、穩(wěn)定、量大,而且氣象數(shù)據(jù)和各行各業(yè)的相關(guān)性非常高。氣象與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活息息相關(guān),因此,發(fā)展氣象大數(shù)據(jù)大有作為,一定能為國(guó)家、為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富。
氣象部門(mén)是高科技部門(mén),積累了大量的數(shù)據(jù),無(wú)疑這些數(shù)據(jù)都是寶貴的資源和財(cái)富,要充分挖掘這些資源的價(jià)值,利用好這些資源,與政府部門(mén)、企業(yè)、社會(huì)組織等緊密合作,才能提供更貼近民生、貼近生產(chǎn)、貼近實(shí)際,并且更為準(zhǔn)確、更個(gè)性化的氣象服務(wù)產(chǎn)品。氣象大數(shù)據(jù)對(duì)創(chuàng)造和增長(zhǎng)社會(huì)財(cái)富有重要意義,比如說(shuō)能源,可以通過(guò)分析電力負(fù)荷歷史,加上氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行用電量估算;比如農(nóng)業(yè),可以通過(guò)某一地的農(nóng)耕歷史加上氣候信息就可以進(jìn)行農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo);還有交通,航班準(zhǔn)點(diǎn)率歷史加上機(jī)場(chǎng)歷史天氣特征,就可以得到航班延誤預(yù)測(cè);再有公共衛(wèi)生,通過(guò)門(mén)診量和藥品銷量加上氣象歷史就可以推測(cè)發(fā)病率趨勢(shì);在飲品方面,通過(guò)銷量和氣象要素關(guān)聯(lián)就可以掌握銷量變化。
然而,在實(shí)現(xiàn)氣象大數(shù)據(jù)的過(guò)程中,“數(shù)據(jù)壁壘”是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的障礙。我們需要建立雙方及多方的信息基礎(chǔ)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,對(duì)各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)都需要融合深度分析。所以,用好氣象大數(shù)據(jù),必須打破各行業(yè)之間的“數(shù)據(jù)壁壘”,真正做到數(shù)據(jù)共享,才能更大地實(shí)現(xiàn)氣象大數(shù)據(jù)的價(jià)值,從而更大程度減輕災(zāi)害損失,為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富。