60年前,中國氣象局通信臺里有100多人坐在電報機前,在不絕于耳的嘀嗒聲中收發(fā)氣象電報;60年后,中國氣象局通信臺里只有六七個人管理著大型計算機系統(tǒng),通過空中衛(wèi)星與地面通信網(wǎng)絡(luò)收發(fā)來自海陸空的多種氣象資料。從手指嘀嗒到自動化,氣象通信走過了60年的歷程,一代代氣象通信人漸行變老,氣象通信事業(yè)的發(fā)展卻日新月異。
氣象通信六個發(fā)展階段
氣象通信的主要任務是收集和發(fā)送氣象信息。氣象通信系統(tǒng)首先把國內(nèi)外的氣象信息收集起來,經(jīng)氣象預報部門分析加工成天氣預報后,再把預報信息發(fā)送到各地的氣象臺和千家萬戶中去。所以,天氣預報要想報得頻繁、報得準確,氣象通信系統(tǒng)就必須及時、高效;而氣象通信系統(tǒng)若想做到及時、高效,就必須依靠先進的通信技術(shù)。
20世紀70年代,通信機務組人員利用無線收報機接收氣象數(shù)據(jù)
以通信技術(shù)為標志,我國氣象通信的發(fā)展經(jīng)歷了6個階段:莫爾斯電報階段、電傳通信階段、圖形傳真階段以及三代自動化通信階段。
人工電報機是第一代中國氣象通信工具。人工電報機由人來按動電鍵,使電鍵接點開閉,形成“點”、“劃”和“間隔”信號,經(jīng)電路傳輸出去,收報端接到這種電信號后,便控制音響振蕩器產(chǎn)生出“嘀”、“嗒”聲,“嘀”聲為“點”,“嗒”聲為“劃”,供收報員收聽抄報。
莫爾斯氣象廣播
20世紀50年代中期,我國開始建設(shè)氣象電傳通信網(wǎng)。電傳通信與莫爾斯通信是兩種截然不同的通信方式,其主要區(qū)別是電傳通信以有線電路為主,進行點對點通信傳輸。電傳通信的優(yōu)點是自動打印,傳輸速度較快,準確率較高,比莫爾斯通信的速度提高3倍左右。電傳通信用機械把信號轉(zhuǎn)換為字符,并直接打印在紙張上,使報務員從繁重的手抄勞動中擺脫出來。
莫爾斯電報與電傳通信傳輸?shù)亩际亲址?,但是天氣預報的分析依據(jù)是天氣圖,因此,天氣預報員收到字符后必須手工填圖,然后再進行分析和預報,給天氣預報工作帶來了諸多不便。為了能夠直接傳輸圖形,20世紀70年代,我國氣象通信工作者開始開發(fā)氣象傳真廣播技術(shù)?!皞髡嫱ㄐ拧笔且环N真跡傳送方式。它利用掃描技術(shù),通過光電設(shè)備的作用,把固定的圖像、文字等轉(zhuǎn)換成串行的電信號,然后利用通信技術(shù),把它們從一個地方按原樣傳送到另一個地方,并在那里復制出來。用先進的傳真技術(shù)可以將繪制好的天氣圖及照片通過信號進行傳送,使各地氣象臺能收到直觀的天氣圖。
氣象傳真機房
我國氣象通信走向現(xiàn)代化始于20世紀70年代中期“北京氣象通信樞紐工程”(BQS)的建設(shè)。1973年7月,周恩來總理親自批準建設(shè)現(xiàn)代化的北京氣象通信樞紐工程(BQS)。它是我國氣象部門發(fā)展史上第一個大型現(xiàn)代化建設(shè)項目。1976年國家氣象局引進了日立公司1臺M-170和2臺M-160Ⅱ計算機,2套通信控制處理機,20臺大容量磁盤,6臺大型平面繪圖機等設(shè)備591臺(件),開發(fā)了計算機自動通信、自動填圖軟件和氣象公報庫、報告庫、要素庫和數(shù)值預報場庫,建成了我國第一代自動化氣象通信系統(tǒng)。1980年北京氣象通信樞紐工程建成,氣象通信開始進入高速自動通信的新時期。從此以后,通信和填圖都交給計算機自動完成,氣象通信手工作業(yè)時代成為歷史。
電傳機房一角
1987年3月,北京氣象中心開始擴建,1991年建成運行。在這次擴建工程中,第一代系統(tǒng)中的頂梁柱M-160Ⅱ計算機被更先進的計算機系統(tǒng)取代,我國第二代計算機氣象通信系統(tǒng)建成。
讓我國氣象通信再上一層樓的是“氣象衛(wèi)星綜合應用業(yè)務系統(tǒng)”(代號“9210”工程)的建設(shè)。這是我國氣象現(xiàn)代化建設(shè)中規(guī)模最大、覆蓋全國、前所未有的大型氣象通信網(wǎng)絡(luò)工程,總投資高達5億元人民幣,歷時8年建成了衛(wèi)星廣域網(wǎng)、話音網(wǎng)、數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)、接收網(wǎng)、計算機局域網(wǎng)、CHINAPAC地面迂回備份網(wǎng)和氣象信息綜合分析處理系統(tǒng),創(chuàng)建了由一個國家級主站、6個區(qū)域級站、25個省級站、300多個地市級站、2000多個縣級站組成;空中與地面相結(jié)合,專網(wǎng)與公網(wǎng)相結(jié)合;以衛(wèi)星通信為主,地面通信為輔;以專網(wǎng)為主,公網(wǎng)為輔;覆蓋全國,集中控制,分級管理的五級氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),形成了我國第三代氣象通信系統(tǒng)。
進入21世紀以來,我國又先后建成了全國地面氣象通信寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地市級以上氣象部門新一代衛(wèi)星氣象數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)(DVB-S)、全國天氣預報電視會商與電話會議系統(tǒng)。我國氣象通信進入了氣象衛(wèi)星、雷達網(wǎng)和光纖、通訊衛(wèi)星互相配合的時代。
氣象通信計算機系統(tǒng)
氣象通信實現(xiàn)三次飛躍
幕后的換裝是為了臺前的精彩,氣象通信自動化程度的提高帶來了中國氣象服務水平的一次次飛躍,讓老百姓看到了越來越快、越來越準的天氣預報。
在莫爾斯電報時代,國家氣象中心通信臺每天有100多人守在電報機前,手工聽報、抄報;在第一代自動化通信系統(tǒng)時代,那里有二三十人運行各種設(shè)備;如今,國家氣象通信臺只需要六七人輪班值守,監(jiān)控運行大型計算機系統(tǒng)。1978年,國家氣象中心每天收集的數(shù)據(jù)僅有0.5兆,如今這個數(shù)字是100千兆。1978年,國家氣象中心收到的觀測數(shù)據(jù)只有高空天氣情況與地面天氣情況兩種,如今可以收到70多種觀測資料,涵蓋海陸空。20世紀80年代以前,國家氣象中心每天可接收來自全球3000多個地面氣象觀測站、100多個高空氣象觀測站的信息;如今,每6小時就可以接收來自全球6000多個地面站、500多個高空站的信息。
當BQS系統(tǒng)建成后,系統(tǒng)連接的各類氣象電路由原來的42條猛增到128條,氣象電報傳輸時效比過去提高了1~3小時;填圖速度和時效比手工作業(yè)提高了5倍;每日處理的信息量由3兆字節(jié)增加到了15兆字節(jié)。更為重要的是,通過BQS系統(tǒng),北京東連日本東京氣象中心,西連德國奧芬巴赫氣象中心,成為了亞洲氣象通信樞紐。
第二代自動化通信系統(tǒng)投入使用后,國家氣象中心每日發(fā)送的信息量從15兆字節(jié)增至30兆字節(jié)。
“9210”工程的建成后,氣象通信能力更是有了突破性發(fā)展,通信速率由2400~9600比特/秒增至衛(wèi)星單向廣播2兆比特/秒和雙向傳輸512千比特/秒,省、地市兩級氣象臺站接收的信息量增加20~30倍,各種天氣預報傳輸時效提前了1~3小時。
21世紀的9年間,全國地面氣象通信寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建成投入運行。全國每個氣象單位都實現(xiàn)了任意點到點的直接通信能力。衛(wèi)星氣象數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的更新?lián)Q代,增加了更多的天氣預報信息,并且實現(xiàn)了在中國氣象頻道音、視頻天氣預報節(jié)目的實時廣播,真正做到了天氣預報無時不有、無處不有,全天候跟隨式貼心服務百姓。
默默奉獻的幾代氣象通信人
三次飛躍的背后是幾代氣象通信人的默默付出。為了在薄弱甚至為零的基礎(chǔ)上打造現(xiàn)代化氣象通信網(wǎng)絡(luò),他們艱苦奮斗;為了保證傳輸?shù)臅r效性,他們分秒必爭;為了始終站立在信息技術(shù)革命的潮頭,他們銳意革新。
在莫爾斯電報時代,氣象報務員往往也是氣象填圖員。他們在抄收電碼的同時還要將電碼直接轉(zhuǎn)換成天氣符號填在天氣圖上。聽、記、轉(zhuǎn)、填,四種工作由一個人同時完成。氣象報務員的勞動強度與技術(shù)要求均高于普通報務員,1958年,國際無線電收發(fā)報比賽中,魏詩嫻、黃純正、梁佐才一舉奪得3項冠軍。氣象報務員們苦練基本功,把抄報誤碼率控制在幾萬分之一內(nèi),在枯燥的嘀嗒聲中,默默地奉獻著自己的青春。
1977年4月,為配合BQS系統(tǒng)建設(shè),38人被選派赴日本學習先進通信技術(shù)。他們就是中國第一批現(xiàn)代氣象通信技術(shù)骨干。那時的學習條件是艱苦的,他們一邊自學日語一邊自學計算機。
今天,氣象通信人的學習與工作環(huán)境都發(fā)生了翻天覆地的變化,但是使命感卻未曾有一絲減輕。面對公眾對天氣預報越來越高的要求,他們說:“現(xiàn)在我們必須保持5年就上一個臺階的發(fā)展速度!”
氣象通信負責的是氣象事業(yè)中的信息高速公路,氣象通信人就是氣象事業(yè)中的筑路者?!耙敫唬刃蘼贰?,懷著這種質(zhì)樸的信念,一代代氣象通信員克服一個個技術(shù)難關(guān),搭建起一個個居世界領(lǐng)先地位的信息通道。架彩虹,跨天塹,氣象信息人用勤勞與智慧幫助氣象事業(yè)跨越發(fā)展過程中遇到的通信“瓶頸”,支持氣象事業(yè)實現(xiàn)了60年大飛躍!
(來源:《氣象知識》雜志2009年第5期,作者:武蓓蓓)