欒永明

遼寧省氣象信息中心 110166

氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)一直是氣象預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)，如果沒(méi)有各類(lèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)人員將無(wú)法準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)天氣過(guò)程，而如果數(shù)據(jù)獲取不及時(shí)，不僅浪費(fèi)了各類(lèi)氣象觀測(cè)資源，同樣影響預(yù)報(bào)人員及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)天氣過(guò)程甚至延誤災(zāi)害性天氣預(yù)警及信息的發(fā)布,直接威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此如何及時(shí)準(zhǔn)確地獲取各類(lèi)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)揮各類(lèi)資料的最大效能，提高氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力已成為氣象事業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。

1.現(xiàn)狀及弊端

目前遼寧省基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)共享主要由新一代氣象通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)，其數(shù)據(jù)來(lái)源主要為省內(nèi)收集并上傳的各類(lèi)氣象數(shù)據(jù)以及從我國(guó)氣象部門(mén)正在使用的中國(guó)氣象局衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)(CMACast系統(tǒng))(圖1)接收到的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)氣象部門(mén)獲取全國(guó)以及部分國(guó)外氣象數(shù)據(jù)資料的主要手段，這套系統(tǒng)較以往系統(tǒng)有了很大的提高，其廣播的數(shù)據(jù)不僅種類(lèi)繁多，而且數(shù)量龐大，日均文件數(shù)量超過(guò)50萬(wàn)條，累計(jì)大小超過(guò)200G完全可以滿(mǎn)足當(dāng)前氣象基礎(chǔ)資料傳輸需求。但是，由于該系統(tǒng)為衛(wèi)星廣播數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，易受天氣、環(huán)境、輻射、電磁干擾等諸多因素的影響，產(chǎn)生系統(tǒng)無(wú)接收信號(hào)、數(shù)據(jù)未完整接收等現(xiàn)象。并且此類(lèi)現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)于重大天氣過(guò)程時(shí)，造成各類(lèi)數(shù)據(jù)的不完整甚至缺失，嚴(yán)重影響了預(yù)報(bào)人員對(duì)天氣形勢(shì)的判斷和災(zāi)害性天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。為了降低各類(lèi)環(huán)境因素對(duì)系統(tǒng)的影響，中國(guó)氣象局對(duì)其衛(wèi)星廣播系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的升級(jí)，增加了依托地面寬帶網(wǎng)絡(luò)的氣象數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)功能，從而提高了氣象數(shù)據(jù)補(bǔ)充獲取與對(duì)外共享的及時(shí)準(zhǔn)確性。但是隨著科技的發(fā)展，新增氣象信息在為氣象服務(wù)工作提供了更好的數(shù)據(jù)支撐的同時(shí)，也給全國(guó)氣象信息傳輸、處理、共享帶來(lái)了新的壓。特別是風(fēng)云三系列衛(wèi)星的相繼應(yīng)用使目前這種數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)傳輸及共享模式的幾個(gè)弊端也越發(fā)突顯。

1）由于目前各省的CMACast系統(tǒng)與上行服務(wù)器同屬于新一代氣象通信系統(tǒng)集群，且上、下行氣象數(shù)據(jù)傳輸共用同一條地面寬帶線(xiàn)路，氣象數(shù)據(jù)的下載，特別是各類(lèi)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的補(bǔ)調(diào)與共享將過(guò)多的占用服務(wù)器系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)資源，如果不對(duì)數(shù)據(jù)下載及共享進(jìn)行有效限制，將會(huì)給數(shù)據(jù)上傳帶來(lái)不穩(wěn)定因素，影響本省氣象數(shù)據(jù)上行傳輸?shù)臅r(shí)效性，降低本省氣象數(shù)據(jù)在全國(guó)各氣象部門(mén)的使用效能，而如果限制系統(tǒng)的下載與共享所占用的系統(tǒng)資源，則又無(wú)法滿(mǎn)足全省氣象部門(mén)及用戶(hù)對(duì)基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)特別是風(fēng)云系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)的需求，從而大大降低了新增氣象數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)工作中的實(shí)際應(yīng)用效果，造成氣象信息資源的極大浪費(fèi)。

2）數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)功能需要依托新一代通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)為集群系統(tǒng)軟件平臺(tái)，目前只能提供給省級(jí)氣象部門(mén)。而市、縣級(jí)氣象機(jī)構(gòu)不具備安裝該系統(tǒng)的軟、硬件條件，致使市、縣級(jí)在遇到影響衛(wèi)星接收效果的重大天氣過(guò)程時(shí)無(wú)法對(duì)缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行自主補(bǔ)調(diào)。同時(shí)，在遇到重大天氣過(guò)程時(shí)往往省級(jí)中心為保證上行氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性、準(zhǔn)確性，會(huì)不同程度的降低數(shù)據(jù)下載及共享所占集群系統(tǒng)資源的比例，使原本就無(wú)法滿(mǎn)足市、縣級(jí)單位使用的省級(jí)氣象數(shù)據(jù)共享資源更加稀缺。從而影響市、縣級(jí)預(yù)報(bào)人員對(duì)天氣形勢(shì)的判斷和災(zāi)害性天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

3）由于市、縣級(jí)氣象機(jī)構(gòu)對(duì)省內(nèi)其他地區(qū)的各類(lèi)氣象資料及受環(huán)境影響而導(dǎo)致的衛(wèi)星廣播系統(tǒng)缺失數(shù)據(jù)的需求，省級(jí)中心需要對(duì)市縣級(jí)氣象機(jī)構(gòu)共享上述數(shù)據(jù)，大量人員、機(jī)構(gòu)需要擁有省級(jí)核心傳輸服務(wù)集群的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，這樣一來(lái)不但會(huì)給省級(jí)數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)極大的安全隱患，還提高了省級(jí)系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

4）由于目前我國(guó)的氣象數(shù)據(jù)上行傳輸多為定時(shí)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間較為集中，所以在特定的時(shí)間段，氣象數(shù)據(jù)的上行傳輸需要較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬支持，而下行補(bǔ)調(diào)系統(tǒng)又不支持?jǐn)?shù)據(jù)下載時(shí)間的限定功能，不僅無(wú)法合理利用空閑時(shí)間段的帶寬資源，還極易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵影響數(shù)據(jù)上傳的及時(shí)、準(zhǔn)確性。

從目前省級(jí)氣象數(shù)據(jù)傳輸流程及軟硬件配置來(lái)看，如果只從軟件層面上進(jìn)行調(diào)整已很難從根本上解決系統(tǒng)資源占用及用戶(hù)對(duì)共享數(shù)據(jù)的需求問(wèn)題。而解決問(wèn)題最有效的辦法就是從軟、硬件兩個(gè)層面將數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)與上行傳輸系統(tǒng)有效的分離開(kāi)，從而建立起兩套相對(duì)獨(dú)立的氣象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2.獨(dú)立的氣象數(shù)據(jù)上行傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

獨(dú)立的氣象數(shù)據(jù)上行傳輸系統(tǒng)不僅能夠更好分配和利用現(xiàn)有的系統(tǒng)資源，還將有效的降低因大量機(jī)構(gòu)人員訪(fǎng)問(wèn)而帶來(lái)的諸多安全隱患，極大的提高省級(jí)氣象數(shù)據(jù)上行傳輸系統(tǒng)安全及穩(wěn)定性。而獨(dú)立于上行系統(tǒng)集群的數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)、共享系統(tǒng)也因此而具備以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。

1) 能夠滿(mǎn)足上行氣象傳輸系統(tǒng)在數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)及資料共享時(shí)對(duì)系統(tǒng)資源的需求，提高氣象資料存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)，增加可供用戶(hù)使用的歷史氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)，及時(shí)的補(bǔ)充更多在數(shù)據(jù)傳輸中缺失的氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高氣象數(shù)據(jù)資源的利用率。

2) 與上行集群分離后系統(tǒng)可以將全部資源應(yīng)用于對(duì)氣象數(shù)據(jù)的下載及共享，不僅能夠支持和滿(mǎn)足更多用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)共享的需求，還大量減少訪(fǎng)問(wèn)核心服務(wù)器機(jī)構(gòu)人員數(shù)量，方便對(duì)各級(jí)用戶(hù)進(jìn)行管理和限制，提高各系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

3)能夠更好的對(duì)數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的限制及管理。通過(guò)對(duì)軟件或硬件簡(jiǎn)單的設(shè)置就能夠?qū)ο滦袛?shù)據(jù)對(duì)帶寬占用進(jìn)行時(shí)間限定，不僅有效提高了上行氣象傳輸時(shí)效性，避免造成網(wǎng)絡(luò)擁堵。還能夠?qū)臻e的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的利用，提高網(wǎng)絡(luò)使用效率。

4)能夠更加合理的對(duì)氣象數(shù)據(jù)資料進(jìn)行多級(jí)的、細(xì)致的分類(lèi)存儲(chǔ)，以便為共享用戶(hù)提供更多的數(shù)據(jù)檢索方式，方便氣象預(yù)報(bào)人員對(duì)其進(jìn)行檢索，還將對(duì)未來(lái)氣象數(shù)據(jù)共享開(kāi)發(fā)提供更有力的支持。

圖1 中國(guó)氣象局衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)(CMACast系統(tǒng))

3.獨(dú)立的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的不足

1) 由于氣象數(shù)據(jù)量龐大該系統(tǒng)需要較大的存儲(chǔ)及配套設(shè)備。且如果該系統(tǒng)為單機(jī)系統(tǒng)一旦系統(tǒng)故障很難在短時(shí)間恢復(fù)，影響面廣。而如果增加備份服務(wù)器則進(jìn)一步增加了建設(shè)難度以及建設(shè)成本。

2) 該系統(tǒng)建設(shè)初期為了更有效的對(duì)數(shù)據(jù)下載進(jìn)行管理，需要對(duì)所有共享的氣象數(shù)據(jù)的文件命名規(guī)律、文件類(lèi)型、傳輸及下載時(shí)間、數(shù)據(jù)文件大小、傳輸時(shí)效等信息進(jìn)行采集，建立龐大的資料檢索及歸檔存放信息數(shù)據(jù)庫(kù)，建設(shè)難度較大。

綜上所述如要建立起一套完整、方便、快捷、穩(wěn)定的氣象數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，必須將上下行氣象資料傳輸系統(tǒng)進(jìn)行有效的分離，提高各系統(tǒng)的獨(dú)立性，使之互不影響，才能提高各系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，充分發(fā)揮各類(lèi)氣象觀測(cè)資料的最大效能，提高氣象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的及時(shí)、準(zhǔn)確性，更好的為人民服務(wù)。