在一些人眼中,氣象部門的主要職責是預報天氣。然而,在世界各國的經濟生活中,不少行業(yè),如農業(yè)、交通業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)、銷售業(yè)、保險業(yè)等,無一例外與天氣的變化息息相關。
大數(shù)據(jù)時代,氣象服務在不斷地拓寬領域,從最基礎的天氣預報到現(xiàn)有的氣候預測、氣候可行性論證、公共氣象服務、專業(yè)專項氣象服務、氣象防災減災,為社會創(chuàng)造財富、減輕損失。而大數(shù)據(jù),成為氣象服務不斷創(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,在其中的任何一個數(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)——氣象歷來同數(shù)據(jù)打交道
在一些人眼中,氣象部門的主要職責是預報天氣。然而,在世界各國的經濟生活中,不少行業(yè),如農業(yè)、交通業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)、銷售業(yè)、保險業(yè)等,無一例外與天氣的變化息息相關,隨著氣象在社會生產生活中越來越受重視,氣象業(yè)務也在不斷地拓寬領域,從最基礎的天氣預報到現(xiàn)有的氣候預測、氣候可行性論證、公共氣象服務、專業(yè)專項氣象服務、氣象防災減災等,氣象業(yè)務仍將繼續(xù)拓展,把氣象產品送到更多人手中,為社會創(chuàng)造財富、減輕損失。
毫不夸張地說,氣象部門就是一個超大的“數(shù)據(jù)庫”,里面存儲了海量的數(shù)據(jù)。從業(yè)務角度對氣象數(shù)據(jù)進行劃分,包括氣象觀測數(shù)據(jù)和氣象產品數(shù)據(jù)。
計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)是開展各項氣象業(yè)務的基礎。我們平時從電視、報紙或者網站獲取的看似簡單的天氣預報信息,在其后都有非常龐雜的數(shù)據(jù)采集作支撐,包括全國2000多個地面站、120多個高空探測站、6顆在軌衛(wèi)星、5萬多個自動監(jiān)測站、600多個農業(yè)監(jiān)測站、300多個雷達站等,逐日逐小時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個氣象站、3000多個區(qū)域自動氣象站、7部新一代多普勒天氣雷達、2個探空雷達站實時監(jiān)測各類氣象要素。我們每日接收到的天氣預報信息,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、運算、分析等一系列復雜的工序得到的。隨著預報業(yè)務的不斷發(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,簡單的晴雨氣溫預報早已無法滿足社會的需要。針對不同領域、不同行業(yè)、不同群體,氣象部門要制作相應的氣象產品,例如提供給政府的決策氣象服務,水利、電力、交通、農業(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,有的關注降水,有的關注氣溫,有的關注災害,有的關注風速風向,而且在不同時間、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,對天氣預報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、更準確、更長時效的預報,甚至需要氣象部門直接指導他們的生活。氣象產品越來越龐雜,內容越來越豐富,構成了氣象大數(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、預報預測業(yè)務還是科研工作,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)去預測多年后的氣象環(huán)境,當然,在這其中還需要量化其他非氣象因子。大數(shù)據(jù)時代觀點認為,對大數(shù)據(jù)進行相對簡單的相關運算永遠比對小數(shù)據(jù)進行復雜運算得出的結果準確,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”、“模式耦合”等運算方法,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關系。
當然,一旦我們完成了對大數(shù)據(jù)的相關關系分析,我們將不僅僅滿足于知道“是什么”,而會繼續(xù)更深層次地研究因果關系,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。氣象部門現(xiàn)有的服務包括面向政府的決策氣象服務,面向社會群體的公眾氣象服務,面向水利、電力、交通、農業(yè)以及其它部門或企業(yè)的專業(yè)專項服務,以及針對干旱、暴雨洪澇、森林火險、冰雹、雷電等災害性天氣的氣象災害預報預警服務。
防災減災是氣象部門最重要的職責之一,氣象大數(shù)據(jù)在防災減災救災中大有可為。在大數(shù)據(jù)觀點中,預測是核心,而“防災”是應對災害的重中之重,所以氣象預警信息顯得尤為重要。氣象預警的確定,需要非常復雜的氣象數(shù)據(jù)分析,再綜合地形、地貌等數(shù)據(jù),以及預報員自身的經驗分析。然而,防災減災的發(fā)展方向,不僅僅是完善預警系統(tǒng)和提高預警準確率,還要做老百姓看得懂的預警,直接指導他們防災避災,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地方的歷史災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出現(xiàn)洪澇災害,雨要下到多大才會成災,下那么大的雨會有多少人受災,受災人群要如何撤離等等,進而指導農作物種植、房屋建造、建筑設施規(guī)劃選址等等,從源頭防災減災。
氣象部門應用氣象大數(shù)據(jù)的實例很多,實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個縣出現(xiàn)暴雪,12個縣出現(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。
其實早在2月中旬初,我們就已經根據(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行密切跟蹤預報,期間多次向政府及各部門提供決策服務材料,通過各大媒體發(fā)布預報和預警信息,并針對公路、鐵路、民航、農業(yè)等不同領域制作相應的氣象服務產品。正是通過對大量氣象數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)與交通、農業(yè)等其他領域的數(shù)據(jù)進行分析處理,才讓我們做到了準確的預報和及時到位的服務,省領導作出重要批示,充分肯定了各部門之間的通力協(xié)作和聯(lián)動應對,將降雪對交通運輸?shù)挠绊懡档搅俗畹汀拇髷?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。
云計算搭載氣象大數(shù)據(jù)助力防災減災
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)與云計算是一個問題的兩面,一個是問題,一個是解決問題的方法。
云計算是大數(shù)據(jù)時代的基礎。當越來越多的需求出現(xiàn)時,向虛擬的“云端”提出申請,“云端”為該需求迅速組織計算資源,而在計算結束并將結果反饋后,“云端”又可將這些臨時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雜的運算一味追求昂貴的超級計算機。
云計算使得大數(shù)據(jù)處理更方便、更快速、更省時省力,這在氣象防災減災中意義重大。要提高預報預警準確率、科學評估災害,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)的設備無法快速處理,這無疑是和生命財產安全搶奪時間,而云計算可以很好地規(guī)避這個問題。
打破“數(shù)據(jù)壁壘”——氣象大數(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,對未來進行預測。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)的相關性非常高。氣象與經濟發(fā)展和社會生活息息相關,因此,發(fā)展氣象大數(shù)據(jù)大有作為,一定能為國家、為社會創(chuàng)造更多的財富。
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富,要充分挖掘這些資源的價值,利用好這些資源,與政府部門、企業(yè)、社會組織等緊密合作,才能提供更貼近民生、貼近生產、貼近實際,并且更為準確、更個性化的氣象服務產品。氣象大數(shù)據(jù)對創(chuàng)造和增長社會財富有重要意義,比如說能源,可以通過分析電力負荷歷史,加上氣象數(shù)據(jù)進行用電量估算;比如農業(yè),可以通過某一地的農耕歷史加上氣候信息就可以進行農作物結構調整指導;還有交通,航班準點率歷史加上機場歷史天氣特征,就可以得到航班延誤預測;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聯(lián)就可以掌握銷量變化。
然而,在實現(xiàn)氣象大數(shù)據(jù)的過程中,“數(shù)據(jù)壁壘”是一個實實在在的障礙。我們需要建立雙方及多方的信息基礎環(huán)境進行數(shù)據(jù)融合,對各個行業(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,才能更大地實現(xiàn)氣象大數(shù)據(jù)的價值,從而更大程度減輕災害損失,為社會創(chuàng)造更多的財富。