林琳

摘 ? 要：氣象信息化進(jìn)程的不斷加速，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使氣象數(shù)據(jù)的總量迅速增加。海量的氣象數(shù)據(jù)滿足“大數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)量大、種類繁多、處理需求速度快以及高價(jià)值的幾個(gè)特征。隨著當(dāng)今社會(huì)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，我國(guó)的氣象事業(yè)發(fā)展也與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，以嶄新的思維和技術(shù)去分析、挖掘海量的氣象數(shù)據(jù)，提高了預(yù)報(bào)、預(yù)警和綜合服務(wù)能力。文章就大數(shù)據(jù)條件下的氣象保障服務(wù)進(jìn)行分析，對(duì)大數(shù)據(jù)和氣象大數(shù)據(jù)進(jìn)行了一定的闡述，并對(duì)大數(shù)據(jù)對(duì)氣象保障的影響進(jìn)行了初步分析。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);氣象數(shù)據(jù);氣象保障

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、教育和科技的迅速發(fā)展，氣象科學(xué)與國(guó)計(jì)民生方方面面的關(guān)系越來(lái)越緊密，能夠提供準(zhǔn)確而又精細(xì)的氣象保障服務(wù)，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和人類活動(dòng)日益重要，氣象工作也前所未有地受到全社會(huì)的關(guān)注。伴隨著氣象信息化、智能化進(jìn)程的不斷加速，氣象部門內(nèi)部歷史累積的氣象數(shù)據(jù)不斷地增加。當(dāng)前，氣象部門現(xiàn)存的氣象數(shù)據(jù)總量已經(jīng)達(dá)到PB級(jí)，并且每年新增加的數(shù)據(jù)也接近PB級(jí)，較20世紀(jì)90年代增長(zhǎng)了數(shù)千倍，并且仍在快速增長(zhǎng)中。氣象資料數(shù)據(jù)包含各種類型的數(shù)據(jù)，包括：地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星資料數(shù)據(jù)、雷達(dá)資料數(shù)據(jù)和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)等觀測(cè)數(shù)據(jù)和各類氣象產(chǎn)品產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，這些氣象數(shù)據(jù)共同構(gòu)成了氣象大數(shù)據(jù)。

1 ? ?氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展

1.1 ?大數(shù)據(jù)的內(nèi)容

隨著高速互聯(lián)網(wǎng)、萬(wàn)物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，世界步入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。高速網(wǎng)絡(luò)、智能傳感器、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能終端、云計(jì)算平臺(tái)、地理信息系統(tǒng)和高速計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)共同發(fā)展的生態(tài)環(huán)境和技術(shù)平臺(tái)，成為了大數(shù)據(jù)技術(shù)快速發(fā)展的沃土。

在社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，由此在網(wǎng)絡(luò)中涌現(xiàn)出大量的各種數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的集合就構(gòu)成了所說(shuō)的大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的本質(zhì)并不在于“大”，而是在于它是以一種嶄新的思維角度和技術(shù)角度去分析和解剖這些海量數(shù)據(jù)。所以，大數(shù)據(jù)既是指海量的數(shù)據(jù)，也是指處理這些海量數(shù)據(jù)的技術(shù)和工具方法，另外，還指在如何利用這些海量數(shù)據(jù)時(shí)人們思維方式的轉(zhuǎn)變。研究大數(shù)據(jù)的目的在于有效地分析海量的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的內(nèi)容和相互關(guān)系給挖掘出來(lái)，然后用這些的信息指導(dǎo)人們的工作。所以說(shuō)，大數(shù)據(jù)所詮釋的不只是數(shù)據(jù)的數(shù)量大，更是代表數(shù)據(jù)處理的一種手段與方法。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)相比，兩者間的規(guī)模有很大的不同。更重要的是對(duì)數(shù)據(jù)的使用方式方法也截然不同。如今在處理、使用大數(shù)據(jù)時(shí)，往往需要借助很多的方式和各種技術(shù)才能完成[1]。

1.2 ?大數(shù)據(jù)的特征

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，其本身的特征也在不斷變化。在大數(shù)據(jù)這一概念剛出現(xiàn)的時(shí)候，其特征是需要處理的數(shù)據(jù)量大，處理和傳輸數(shù)據(jù)的速度要求高、數(shù)據(jù)類型的種類較多。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展和在經(jīng)濟(jì)、商業(yè)活動(dòng)中應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，在各行業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)掘出了巨大的商業(yè)價(jià)值。因此，體量（Volume）大、數(shù)據(jù)種類繁多（Varity）、數(shù)據(jù)處理速度要求（Velocity）快、擁有高價(jià)值（Value），這4個(gè)特征現(xiàn)在被普遍看作大數(shù)據(jù)的基本特征[2]。

1.3 ?氣象大數(shù)據(jù)的形成

氣象觀探測(cè)技術(shù)和數(shù)值預(yù)報(bào)模式的發(fā)展和氣象應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，造成近年來(lái)各種類型的氣象數(shù)據(jù)呈幾何速度增長(zhǎng)。就數(shù)據(jù)體量而言，氣象數(shù)據(jù)在當(dāng)前的總量大約為23 PB，而每天產(chǎn)生的氣象數(shù)據(jù)量可達(dá)幾十個(gè)TB，可以說(shuō)氣象行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。那么如何高效地利用這些海量的數(shù)據(jù)資源，用于短期和長(zhǎng)期的氣候研究以及適應(yīng)各種氣象保障工作，是氣象領(lǐng)域的研究課題之一。

氣象的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)需要多門學(xué)科的融合，提高天氣預(yù)報(bào)、天氣警報(bào)的準(zhǔn)確性也需要引入新思想和新方法。用大數(shù)據(jù)的觀點(diǎn)來(lái)重新審視海量的氣象數(shù)據(jù)，可以改變以往處理氣象數(shù)據(jù)的方式和方法，解決之前氣象預(yù)報(bào)沒(méi)有關(guān)注過(guò)的問(wèn)題[3]。

2 ? ?氣象大數(shù)據(jù)的內(nèi)容和特征

2.1 ?氣象大數(shù)據(jù)的內(nèi)容

氣象大數(shù)據(jù)主要是指在氣象領(lǐng)域圍繞智能預(yù)報(bào)和智慧服務(wù)，從氣象數(shù)據(jù)的采集、加工處理、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、共享服務(wù)、存儲(chǔ)歸檔等氣象業(yè)務(wù)和科研工作的各個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)。主要有氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、在此基礎(chǔ)上加工形成的氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)，以及互聯(lián)網(wǎng)的氣象數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)這一概念誕生后，許多行業(yè)受到不同程度的沖擊，甚至有些理念是完全顛覆傳統(tǒng)的。氣象這門學(xué)科本身就與數(shù)據(jù)處理技術(shù)相因相生、相輔相成，大數(shù)據(jù)給氣象帶來(lái)了挑戰(zhàn)，也帶來(lái)了新時(shí)代的曙光。正確理解并探索、掌握大數(shù)據(jù)的方法、技術(shù)、理念，在從觀探測(cè)數(shù)據(jù)采集到專業(yè)化、智能化氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)和氣象應(yīng)用領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高氣象數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理能力和對(duì)氣象數(shù)據(jù)價(jià)值的高效深入挖掘，是今后一段時(shí)間氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向[4]。

2.2 ?氣象大數(shù)據(jù)的特征

當(dāng)前氣象行業(yè)累積了海量的各型氣象數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量巨大，時(shí)間序列長(zhǎng)，空間覆蓋廣，產(chǎn)品體系完備，已具大數(shù)據(jù)體量大的特征：（1）各類氣象數(shù)據(jù)種類豐富，從直接觀測(cè)數(shù)據(jù)到遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)，從大氣物理變化觀測(cè)數(shù)據(jù)到大氣化學(xué)變化觀測(cè)數(shù)據(jù)，從大氣圈數(shù)據(jù)到海洋等多圈層觀測(cè)數(shù)據(jù)，滿足了大數(shù)據(jù)的種類繁多特征。（2）氣象行業(yè)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)飛快，氣象數(shù)據(jù)的采集過(guò)程通常是逐天、逐小時(shí)甚至是逐分鐘發(fā)生的，因此，對(duì)處理數(shù)據(jù)速度快這一需求也日益增長(zhǎng)，滿足數(shù)據(jù)更新快的特征。（3）對(duì)于海量氣象數(shù)據(jù)的分析、處理與深入挖掘，不但服務(wù)于氣象行業(yè)本身，而且現(xiàn)今氣象與社會(huì)各行各業(yè)以及人們的生產(chǎn)、生活等聯(lián)系越來(lái)越緊密，融合其他相關(guān)數(shù)據(jù)就可以產(chǎn)生巨大價(jià)值，氣象數(shù)據(jù)完全滿足大數(shù)據(jù)的高價(jià)值特征[5]。

2.3 ?氣象大數(shù)據(jù)的分析

氣象部門的主要的任務(wù)之一就是對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在基于大數(shù)據(jù)條件下的各類氣象資源的數(shù)據(jù)分析現(xiàn)今仍然處于相對(duì)起步的階段。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)這一概念在各行各業(yè)的應(yīng)用過(guò)程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，為氣象行業(yè)今后大量使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提供了先進(jìn)的方法和可靠的技術(shù)保證。基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境，氣象數(shù)據(jù)的數(shù)量呈幾何數(shù)量增長(zhǎng)，一方面，對(duì)于天氣氣候預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，就有了更多的初始化數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行更加精細(xì)的分析預(yù)報(bào)，一定程度上提高了預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性;另一方面，對(duì)氣象數(shù)據(jù)分析的軟、硬件提出了更高的要求。

對(duì)于氣象學(xué)科而言，氣象數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、挖掘分析等各個(gè)方面將受到大數(shù)據(jù)技術(shù)的深刻影響，但是從目前看來(lái)，其尚不能顛覆傳統(tǒng)的天氣預(yù)報(bào)方法，這是因?yàn)樗豢赡苤苯咏鉀Q氣象科學(xué)機(jī)理問(wèn)題。對(duì)于氣象學(xué)科的核心業(yè)務(wù)—?dú)庀箢A(yù)報(bào)而言，相對(duì)于傳統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)，如今氣象大數(shù)據(jù)在天氣預(yù)報(bào)方式方法的本質(zhì)上沒(méi)有改變，只是海量的氣象數(shù)據(jù)在新形勢(shì)和新潮流下的一種發(fā)展和延伸。

3 ? ?大數(shù)據(jù)在氣象保障中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時(shí)代，氣象保障服務(wù)在不斷地拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，從最基礎(chǔ)的天氣預(yù)報(bào)到短期、長(zhǎng)期氣候預(yù)測(cè)、氣象防災(zāi)減災(zāi)、公共氣象服務(wù)等，一直為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富、減輕自然災(zāi)害損失。大數(shù)據(jù)技術(shù)成為氣象保障服務(wù)不斷創(chuàng)新和完善的重要支撐。

3.1 ?在防災(zāi)減災(zāi)氣象保障中

我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，防災(zāi)減災(zāi)是氣象部門最重要的職責(zé)之一。防災(zāi)減災(zāi)不僅需要完善預(yù)警系統(tǒng)和提高預(yù)警準(zhǔn)確率，還要盡量提高提前預(yù)警時(shí)間，直接指導(dǎo)各級(jí)部門防災(zāi)避災(zāi)減少損失。應(yīng)用氣象大數(shù)據(jù)，綜合提高預(yù)警時(shí)間和預(yù)測(cè)災(zāi)害程度，將在這方面發(fā)揮巨大作用。對(duì)各種氣象災(zāi)害來(lái)說(shuō)，防患于未然是應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害的有效方式，所以災(zāi)害預(yù)警顯得格外重要。要利用氣象大數(shù)據(jù)技術(shù)，健全氣象災(zāi)害預(yù)警體系，充分發(fā)揮氣象部門在國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)先導(dǎo)作用，不斷提升氣象綜合防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的能力水平。

3.2 ?在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣象保障中

氣象大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)分析、研判各種氣象數(shù)據(jù)資料，提前預(yù)測(cè)短期氣候特征，指導(dǎo)農(nóng)民農(nóng)戶合理地安排各項(xiàng)生產(chǎn)，規(guī)避不利天氣因素，最大限度地降低由于氣象災(zāi)害所造成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失?？梢酝ㄟ^(guò)結(jié)合氣象大數(shù)據(jù)分析，把洪澇、干旱、病蟲(chóng)害易發(fā)時(shí)段等危害農(nóng)作物生長(zhǎng)的天氣預(yù)警信息準(zhǔn)確、有效、及時(shí)地推送給農(nóng)戶，合理指導(dǎo)農(nóng)戶生產(chǎn)安排活動(dòng)，盡量減少或減輕災(zāi)害性天氣因素對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響。另外，還可以運(yùn)用氣象大數(shù)據(jù)的天氣預(yù)警信息，提前預(yù)測(cè)季節(jié)性天氣特點(diǎn)，指導(dǎo)農(nóng)戶提前規(guī)劃好銷售計(jì)劃，最大限度地減少天氣原因?qū)r(nóng)產(chǎn)品上市時(shí)的影響。同時(shí)，農(nóng)業(yè)服務(wù)體系的建設(shè)對(duì)于現(xiàn)代氣象服務(wù)的需求一方面體現(xiàn)在對(duì)氣象資源本身的使用上，也就是各種氣象數(shù)據(jù)的分析，另一方面，也體現(xiàn)在為利用氣象資源服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所做的地面配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

3.3 ?在交通出行氣象保障中

氣象大數(shù)據(jù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用也已經(jīng)比較成熟，尤其是在航空氣象保障中，應(yīng)用于航空氣象保障的數(shù)據(jù)，不僅包括普通的氣象數(shù)據(jù)，而且還要有更加精細(xì)的起降機(jī)場(chǎng)、航路、管制區(qū)的實(shí)況和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，其保存的數(shù)據(jù)量是一般氣象數(shù)據(jù)的數(shù)倍以上，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)提高天氣預(yù)報(bào)、危險(xiǎn)天氣預(yù)警準(zhǔn)確率對(duì)于保證飛行安全來(lái)說(shuō)，有著重要意義。同時(shí)，應(yīng)該對(duì)飛行、機(jī)場(chǎng)、管制部門等氣象用戶的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，根據(jù)各用戶的實(shí)際需求，向用戶定向推送定制的各類氣象產(chǎn)品來(lái)滿足用戶需求，實(shí)現(xiàn)氣象服務(wù)精細(xì)化。鐵路、公路交通氣象服務(wù)是通過(guò)對(duì)鐵路或公路沿線的天氣實(shí)況監(jiān)測(cè)和天氣預(yù)測(cè)，及時(shí)、有針對(duì)性地發(fā)布危險(xiǎn)天氣告警，減少氣象災(zāi)害對(duì)道路交通的影響，避免在道路交通運(yùn)輸中惡劣氣象條件造成的人民生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。通過(guò)氣象大數(shù)據(jù)技術(shù)及時(shí)提供道路交通氣象災(zāi)害的應(yīng)急預(yù)警，建立道路交通氣象的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息自動(dòng)收集、危險(xiǎn)天氣警報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不僅是氣象部門增強(qiáng)保障能力、拓寬保障領(lǐng)域、提高保障質(zhì)量、發(fā)揮氣象保障效益的重要途徑，也是實(shí)現(xiàn)道路交通運(yùn)輸安全、暢通和高效的重要保障之一。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

專業(yè)氣象保障業(yè)務(wù)近年來(lái)從最初的天氣預(yù)報(bào)單一模式發(fā)展到現(xiàn)在的短期、長(zhǎng)期氣候預(yù)測(cè)、氣象防災(zāi)減災(zāi)、公共氣象服務(wù)等方面，不斷探索和應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，使之逐漸融入并服務(wù)于各類氣象保障工作。海量的氣象數(shù)據(jù)與海量的行業(yè)數(shù)據(jù)交叉融合，進(jìn)而能夠快速、全面地分析研究對(duì)象的變化規(guī)律和變化趨勢(shì)，因此，需要在氣象數(shù)據(jù)和其他不同行業(yè)數(shù)據(jù)之間確立一些合理的規(guī)則，進(jìn)而能夠運(yùn)用各種模型來(lái)對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)、評(píng)估。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，不但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)的融合，而且對(duì)各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)都需要充分理解，并進(jìn)行融合以至深度分析。發(fā)展氣象大數(shù)據(jù)，勢(shì)必要打破行業(yè)間的“數(shù)據(jù)壁壘”，真正做到各類數(shù)據(jù)共享，才能更大限度地實(shí)現(xiàn)氣象大數(shù)據(jù)的價(jià)值。如今，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。

[參考文獻(xiàn)]

[1]邁耶·舍恩伯格.大數(shù)據(jù)時(shí)代[M].杭州：浙江人民出版社，2012.

[2]李社宏.大數(shù)據(jù)時(shí)代氣象數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的新趨勢(shì)[J].陜西氣象，2014（2）：41-44.

[3]沈文海.再析氣象大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用[J].中國(guó)信息化，2016（1）：85-96.

[4]唐作佳，鄧樹(shù)榮，唐小琴.大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用與分析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2018（3）：28-29.

[5]李社宏.大數(shù)據(jù)時(shí)代氣象數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的新趨勢(shì)[J].陜西氣象，2014（2）：41-44.