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河北下轄區(qū)域在一些人眼中,,氣象部門的主要職責(zé)是預(yù)報(bào)天氣,。然而,在世界各國的經(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,、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,感受大數(shù)據(jù)時(shí)代氣象萬千的氣象“云”,。
世界發(fā)展的趨勢之一就是信息化,,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來同數(shù)據(jù)打交道
在一些人眼中,,氣象部門的主要職責(zé)是預(yù)報(bào)天氣。然而,,在世界各國的經(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、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,,氣象部門就是一個(gè)超大的“數(shù)據(jù)庫”,,里面存儲(chǔ)了海量的數(shù)據(jù)。從業(yè)務(wù)角度對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分,,包括氣象觀測數(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,,氣象觀測數(shù)據(jù)是開展各項(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2000多個(gè)地面站、120多個(gè)高空探測站,、6顆在軌衛(wèi)星,、5萬多個(gè)自動(dòng)監(jiān)測站、600多個(gè)農(nóng)業(yè)監(jiān)測站,、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出現(xiàn)的各種各樣的大氣數(shù)據(jù)。僅就貴州來說,,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)對氣象信息的需求越來越大,,簡單的晴雨氣溫預(yù)報(bào)早已無法滿足社會(huì)的需要。針對不同領(lǐng)域,、不同行業(yè),、不同群體,氣象部門要制作相應(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)等部門對氣象也各有需求,各類企業(yè)對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)對氣象的需求也不一樣,。僅就一般公眾來說,對天氣預(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,、更長時(shí)效的預(yù)報(bào),,甚至需要?dú)庀蟛块T直接指導(dǎo)他們的生活。氣象產(chǎn)品越來越龐雜,,內(nèi)容越來越豐富,,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,。長期以來,無論是觀測業(yè)務(wù),、預(yù)報(bào)預(yù)測業(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)自身來說,我們可以由已知的數(shù)據(jù)模擬得到過去幾千年,、幾萬年甚至更久以前的氣象數(shù)據(jù),,也可以通過這些數(shù)據(jù)去預(yù)測多年后的氣象環(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,對大數(shù)據(jù)進(jìn)行相對簡單的相關(guān)運(yùn)算永遠(yuǎn)比對小數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算得出的結(jié)果準(zhǔn)確,,在一定程度上來說,,氣象部門一直在做這樣的事,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)以及其它部門或企業(yè)的專業(yè)專項(xiàng)服務(wù),以及針對干旱,、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)測是核心,而“防災(zāi)”是應(yīng)對災(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)大量的氣象觀測資料以及模式資料數(shù)據(jù)分析,,對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提供決策服務(wù)材料,通過各大媒體發(fā)布預(yù)報(bào)和預(yù)警信息,,并針對公路,、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,。正是通過對大量氣象數(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,,充分肯定了各部門之間的通力協(xié)作和聯(lián)動(dòng)應(yīng)對,將降雪對交通運(yùn)輸?shù)挠绊懡档搅俗畹?。從大?shù)據(jù)角度來看,,這也是對各行各業(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)問題的兩面,一個(gè)是問題,,一個(gè)是解決問題的方法,。
云計(jì)算是大數(shù)據(jù)時(shí)代的基礎(chǔ),。當(dāng)越來越多的需求出現(xiàn)時(shí),,向虛擬的“云端”提出申請,“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)備無法快速處理,,這無疑是和生命財(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)問題。
打破“數(shù)據(jù)壁壘”——?dú)庀蟠髷?shù)據(jù)將大有作為
總的說來,,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)律和對未來的一些預(yù)測,,也就是說,,要在不同數(shù)據(jù)之間確立一定的規(guī)則,對未來進(jìn)行預(yù)測,。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,,一定能為國家、為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富,。
氣象部門是高科技部門,,積累了大量的數(shù)據(jù),無疑這些數(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,、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)對創(chuàng)造和增長社會(huì)財(cái)富有重要意義,比如說能源,,可以通過分析電力負(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)場歷史天氣特征,,就可以得到航班延誤預(yù)測,;再有公共衛(wèi)生,通過門診量和藥品銷量加上氣象歷史就可以推測發(fā)病率趨勢,;在飲品方面,,通過銷量和氣象要素關(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,。