大數(shù)據(jù)時(shí)代的氣象服務(wù)應(yīng)用研究

■陶建光武亮宇

（1內(nèi)蒙古自治區(qū)五原縣氣象局 內(nèi)蒙古巴彥淖爾015100；2內(nèi)蒙古巴彥淖爾市氣象局 內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000）

大數(shù)據(jù)時(shí)代的氣象服務(wù)應(yīng)用研究

■陶建光1武亮宇2

（1內(nèi)蒙古自治區(qū)五原縣氣象局 內(nèi)蒙古巴彥淖爾015100；2內(nèi)蒙古巴彥淖爾市氣象局 內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000）

隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，促進(jìn)了人類社會(huì)各類數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)以及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起，迎來(lái)了大數(shù)據(jù)的時(shí)代。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,氣象服務(wù)應(yīng)用研究逐步增強(qiáng)?；诖?本文從引入傳感器、氣象數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)和共享及服務(wù)理念等方面研究氣象服務(wù)的應(yīng)用重點(diǎn)。

大數(shù)據(jù)時(shí)代氣象服務(wù)應(yīng)用研究

1　引言

目前,各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)對(duì)氣象信息的依賴性越來(lái)越強(qiáng),水電、交通、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè),對(duì)氣象服務(wù)的需求各有不同。由此,“大數(shù)據(jù)”的共性問(wèn)題愈加突出,以數(shù)據(jù)為核心,量化氣象信息變成氣象服務(wù)的重要手段。所以數(shù)據(jù)時(shí)代,如何更好地把握氣象服務(wù)應(yīng)用重點(diǎn)工作,已成為氣象中心首要探究的問(wèn)題。

2　大數(shù)據(jù)概述

就目前來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義。不過(guò)就使用者來(lái)說(shuō)，它是指所涉及的資料達(dá)到無(wú)法通過(guò)目前主流軟件工具，在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到采集、存儲(chǔ)、分析和展示的數(shù)據(jù)集。但在2012年，學(xué)術(shù)界就大數(shù)據(jù)在體積、類型、速度和價(jià)值這四個(gè)方面的特征達(dá)成了共識(shí)，即所謂大數(shù)據(jù)的4V特征：Volume（大體積）、Variety（多樣性）、Velocity（高速度）、Value（價(jià)值稀薄）。

3　大數(shù)據(jù)時(shí)代的氣象服務(wù)應(yīng)用研究

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，氣象部門可以做更多的工作，如傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的更新，建立大型氣象數(shù)據(jù)庫(kù)，探索氣象數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，通過(guò)與國(guó)土、民政、水利、農(nóng)業(yè)等部門的數(shù)據(jù)共享，發(fā)現(xiàn)更多的關(guān)聯(lián)要素，通過(guò)數(shù)據(jù)的加工和公開(kāi)，進(jìn)一步提升服務(wù)能效等。

3.1氣象傳感器的開(kāi)發(fā)和使用

美國(guó)施樂(lè)公司的一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家提出：“最高深的技術(shù)是那些令人無(wú)法察覺(jué)的技術(shù)，這些技術(shù)不停地把它們編織進(jìn)日常生活，直到你無(wú)從發(fā)現(xiàn)為止?！彼_(kāi)創(chuàng)性地提出了“普適計(jì)算”理論，而實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算的根本是人類生活的物理環(huán)境當(dāng)中廣泛部署的微小的計(jì)算設(shè)備—傳感器。

傳感器最早應(yīng)用于民用領(lǐng)域源于由美國(guó)陸軍工程部和美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NCAA)聯(lián)手開(kāi)展的“海浪監(jiān)測(cè)計(jì)劃”，主要是在全美岸線和五大湖區(qū)建立一個(gè)定點(diǎn)的、連續(xù)的、實(shí)時(shí)的傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)海浪大小進(jìn)行監(jiān)控。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷升級(jí)，現(xiàn)在已經(jīng)能夠建成一個(gè)覆蓋全美海岸線、從淺水到深水、精確的海浪監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。這些傳感器不僅能監(jiān)測(cè)海浪的能量和方向，還能計(jì)算它的傳播速度、偏度和峰度，對(duì)海浪的監(jiān)測(cè)不僅能提高沿海地區(qū)對(duì)海嘯、風(fēng)暴等自然災(zāi)害的應(yīng)急能力，還能極大地改善海上的交通安全，同時(shí)也能為利用大海能量進(jìn)行發(fā)電提供關(guān)鍵的分析型數(shù)據(jù)。完善的氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和觀測(cè)數(shù)據(jù)是氣象服務(wù)的基礎(chǔ)，雖然我國(guó)氣象部門的自動(dòng)氣象站已經(jīng)遍布全國(guó)各地，但受周邊環(huán)境、地理位置、區(qū)域發(fā)展、維護(hù)不及時(shí)、經(jīng)費(fèi)不到位等因素的制約，取得的觀測(cè)數(shù)據(jù)在完整性、標(biāo)準(zhǔn)性、區(qū)域性等方面還存在各種問(wèn)題，因此創(chuàng)新監(jiān)測(cè)模式和監(jiān)測(cè)設(shè)備，開(kāi)發(fā)和使用體積小、功能全的傳感器是提升氣象監(jiān)測(cè)能力和水平的重要途徑。

3.2氣象數(shù)據(jù)的開(kāi)放和共享

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活中，不少行業(yè)，如農(nóng)業(yè)、交通業(yè)、建筑業(yè)、保險(xiǎn)業(yè)、旅游業(yè)等與天氣變化息息相關(guān)。美國(guó)商務(wù)部曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)專項(xiàng)分析，最后得出的結(jié)論是，全國(guó)三分之一的GDP產(chǎn)值都和天氣情況緊密相連。

對(duì)于天氣數(shù)據(jù)的公開(kāi)，各國(guó)做法均不相同，基本上有三種模式，一種是利潤(rùn)最大化模式，一種是平均成本模式，還有一種是邊際成本或免費(fèi)模式。我國(guó)目前僅做到氣象服務(wù)的公開(kāi)，而且三種模式均沾，也就是我們平常所說(shuō)的專業(yè)服務(wù)、決策服務(wù)和公共服務(wù)。公共服務(wù)基本采取免費(fèi)模式，專業(yè)服務(wù)采取利潤(rùn)最大化模式，決策服務(wù)通過(guò)爭(zhēng)取地方財(cái)政資金和項(xiàng)目投入，可以看成平均成本模式。由于部門間信息數(shù)據(jù)共享不到位、專業(yè)人員缺乏、科研成果轉(zhuǎn)化率不高、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用不夠等原因，專業(yè)氣象服務(wù)能力不強(qiáng)，氣象服務(wù)的發(fā)展處在兩難的境地之中。表面上看氣象部門利用發(fā)布的信息收取費(fèi)用，彌補(bǔ)行政經(jīng)費(fèi)的不足，而從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，由于信息的封閉和壟斷，其對(duì)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是弊大于利的。

美國(guó)政府采取免費(fèi)發(fā)布模式，其開(kāi)放性促進(jìn)了全國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，效果非常明顯。最經(jīng)典的例子就是美國(guó)海洋和大氣管理局免費(fèi)發(fā)布天氣數(shù)據(jù)。2008年，據(jù)首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家韋伊爾估算，僅全國(guó)的發(fā)電廠因?yàn)榈靡嬗谠摼职l(fā)布的免費(fèi)數(shù)據(jù)，從而可以預(yù)測(cè)下一天、下一周的發(fā)電量、優(yōu)化資源配置，每年節(jié)省的經(jīng)費(fèi)達(dá)1.66億美元。2001年，普華永道對(duì)經(jīng)濟(jì)收益與免費(fèi)的數(shù)據(jù)發(fā)布模式之間的關(guān)系專門做過(guò)調(diào)查，它的研究結(jié)果是提供免費(fèi)的數(shù)據(jù)發(fā)布，2000年美國(guó)天氣風(fēng)險(xiǎn)管理行業(yè)的產(chǎn)值是整個(gè)歐洲的近60倍、整個(gè)亞洲的146倍。差距如此之大，進(jìn)一步說(shuō)明了數(shù)據(jù)開(kāi)放共享的根本優(yōu)勢(shì)。

就我國(guó)氣象部門來(lái)講，數(shù)據(jù)的開(kāi)放共享還有一定的難度，一方面從安全角度講，需要就數(shù)據(jù)的開(kāi)放共享制定一系列規(guī)章制度，另一方面，氣象部門的體制機(jī)制制約了氣象數(shù)據(jù)的開(kāi)

放共享，氣象部門屬于雙重管理體制。就體制來(lái)講，只有真正做到政事企分開(kāi)，讓專業(yè)的人員和公司提供專業(yè)服務(wù)，才能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。就經(jīng)費(fèi)投入來(lái)講，氣象現(xiàn)代化建設(shè)、業(yè)務(wù)運(yùn)行和人員經(jīng)費(fèi)有很大一部分是通過(guò)專業(yè)和專項(xiàng)服務(wù)獲得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行開(kāi)展與維持的。只有政府承擔(dān)所有事業(yè)經(jīng)費(fèi)，解決這方面的后顧之憂，徹底理順關(guān)系和職能，才能做到氣象數(shù)據(jù)的開(kāi)放共享，真正為提升全國(guó)經(jīng)濟(jì)效益作出貢獻(xiàn)。

4　結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代氣象服務(wù)應(yīng)用內(nèi)容的系統(tǒng)研究可知,我們正邁入大數(shù)據(jù)時(shí)代，只有緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，積極調(diào)整發(fā)展思路，充分發(fā)揮氣象數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)開(kāi)展氣象服務(wù)，才是氣象部門不斷提升自己的根本。

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X831[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-350-1