泛南海氣象服務(wù)平臺的應(yīng)用與效益分析

■ 王天巍 陳有龍 馮文

在“泛南海經(jīng)濟(jì)合作圈”的框架下，海南氣象部門建立集公共開放的氣象服務(wù)、智能化的氣象觀測、精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)預(yù)警、科學(xué)的災(zāi)害聯(lián)防以及持續(xù)合作交流、創(chuàng)新等功能為一體的氣象服務(wù)平臺，平臺整體提升了泛南海區(qū)域?yàn)?zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警能力水平，開展平臺的應(yīng)用分析，探討其社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，對保障海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、應(yīng)對全球氣候變化和保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境等具有重要意義。

中國南海，是海上絲綢之路的必經(jīng)之地，擁有豐富的海洋漁業(yè)資源、油氣資源和航道資源。目前我國四分之三的外貿(mào)出口貨物、全球三分之一的國際貿(mào)易航線要經(jīng)過南海。南海海洋環(huán)境復(fù)雜多變，臺風(fēng)、海上強(qiáng)對流、風(fēng)暴潮等海洋、氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán)重制約我國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時也威脅著南海及周邊國家和地區(qū)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。建立一個集智能化的氣象觀測、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)預(yù)警、災(zāi)害聯(lián)防以及持續(xù)合作交流等功能為一體的開放氣象服務(wù)平臺十分必要，南海氣象監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、泛南海中英文氣象服務(wù)網(wǎng)、基于北斗衛(wèi)星的可視化氣象預(yù)警船載終端等氣象服務(wù)保障平臺的建設(shè)，為南海及周邊國家和地區(qū)綜合防災(zāi)減災(zāi)提供智慧氣象服務(wù)，可為泛南海區(qū)域國計(jì)民生以及國家“一帶一路”倡議提供氣象保障。

1 泛南海氣象服務(wù)平臺建設(shè)的需求分析

1.1 保障南海海洋國土安全和維護(hù)海洋權(quán)益的迫切需要

為維護(hù)國家海洋權(quán)益，我國已經(jīng)加大海域巡航、漁政執(zhí)法、海洋維權(quán)力度，增加巡航頻率，定期巡視中國管轄區(qū)域內(nèi)的全部海島，強(qiáng)化對西沙、南沙等邊遠(yuǎn)海島的巡航監(jiān)視，海上尤其是南海遠(yuǎn)海巡航、執(zhí)法和維權(quán)活動，迫切需要精細(xì)化海洋氣象預(yù)報(bào)和專項(xiàng)氣象服務(wù)保障。

1.2 保障海南自由貿(mào)易港建設(shè)的迫切需要

海南是我國最大的經(jīng)濟(jì)特區(qū)，地理位置獨(dú)特，擁有全國最好的生態(tài)環(huán)境，同時又是相對獨(dú)立的地理單元，具有成為全國改革開放試驗(yàn)田的獨(dú)特優(yōu)勢，并提出了海南建設(shè)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)和中國自由貿(mào)易港的重要決定。圍繞海南自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)和中國自由貿(mào)易港的建設(shè)要求，積極推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高南海氣象預(yù)報(bào)預(yù)測能力、氣象防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化能力和開發(fā)利用氣候資源能力，并提供全方位、多層次、專業(yè)化的氣象服務(wù)，是建設(shè)海南國際旅游島、海南自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)和中國自由貿(mào)易港的必然要求。

1.3 防御南海海洋氣象災(zāi)害和保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全的迫切需要

泛南海區(qū)域氣象災(zāi)害頻發(fā)，東南亞和南亞更加突出，主要?dú)庀鬄?zāi)害有暴雨、臺風(fēng)、高溫、干旱、低溫、寒潮以及氣象災(zāi)害引發(fā)的泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，因此氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)的需求極為迫切。建立健全南海海洋氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)，加強(qiáng)對海洋氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警，提升海洋氣象服務(wù)能力，對南海海及周邊國家和地區(qū)域防御氣象災(zāi)害、降低海洋氣象災(zāi)害損失，保護(hù)泛南海區(qū)域生命財(cái)產(chǎn)安全具有十分重要的意義。

1.4 服務(wù)中國南海海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要

中國南海海域廣闊，海洋漁業(yè)、海水養(yǎng)殖、海洋石油、海洋交通運(yùn)輸、濱海旅游以及海洋生物醫(yī)藥、海洋能源、海洋化工等海洋傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。海洋經(jīng)濟(jì)在國民經(jīng)濟(jì)所占比重逐年提高，海洋產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)已成為海南經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。《海南省“十二五”海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》指出，2012年，海南省海洋生產(chǎn)總值達(dá)724.5億元，占全省生產(chǎn)總值的25%；爭取到2020年海洋生產(chǎn)總值達(dá)2306億元，占全省生產(chǎn)總值的35%。伴隨著海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海上經(jīng)濟(jì)活動面臨的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也日益加大，海洋氣象災(zāi)害造成人員傷亡逐年加大，近海和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸事故頻發(fā)，海洋安全生產(chǎn)損失巨大。因此，增強(qiáng)南海海洋氣象服務(wù)能力，是保障中國南海海洋經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展的迫切需要。

1.5 應(yīng)對氣候變化和保護(hù)南海海洋生態(tài)環(huán)境的迫切需要

國際旅游島開發(fā)建設(shè)吸引了大量的人定居海南，急劇的人口增長、城市化和過渡的開發(fā)，導(dǎo)致海岸帶及近海海洋環(huán)境污染日益嚴(yán)重。加強(qiáng)海洋氣象觀測能力，開展海岸氣象生態(tài)環(huán)境研究，以及海區(qū)環(huán)境容量、自凈能力、生產(chǎn)力的研究和判斷，對保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境具有十分重要的作用。

2 泛南海氣象服務(wù)平臺

2.1 南海氣象信息綜合處理系統(tǒng)

智慧氣象通過信息新技術(shù)的深入引用，依托于氣象科學(xué)系統(tǒng)而使得氣象各個方面的活動過程都充滿智慧理念，使得氣象系統(tǒng)能夠具備某些高端分析和服務(wù)的能力。智慧氣象具備5個主要特征：無處不在、充分共享、高度協(xié)同、全面融合、安全可控。智能化集成的信息數(shù)據(jù)處理應(yīng)用是數(shù)據(jù)分析處理中心保持良好運(yùn)行狀態(tài)的“智能感知”基礎(chǔ)。南海氣象信息處理平臺設(shè)計(jì)充分吸收了智慧氣象的理念，是涵蓋了監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、觀測數(shù)據(jù)融合、預(yù)報(bào)資料可視化、氣象信息監(jiān)控與預(yù)警等功能的綜合平臺，該平臺實(shí)現(xiàn)南海的各種地基、?；⒖栈鶜庀筇綔y數(shù)據(jù)的接收與綜合處理，是其他氣象服務(wù)平臺的基礎(chǔ)。通過建立一個基于分布式系統(tǒng)框架的氣象數(shù)據(jù)綜合處理體系平臺，為專業(yè)化的氣象預(yù)報(bào)預(yù)警、海洋氣象服務(wù)等奠定了基礎(chǔ)提供了有力支撐。南海氣象數(shù)據(jù)處理平臺框架見圖1。

2.2 南海臺風(fēng)網(wǎng)

精準(zhǔn)、精細(xì)化的預(yù)報(bào)預(yù)測是泛南海智慧氣象服務(wù)的重要組成部分，也是智慧氣象發(fā)展的重要基石。南海臺風(fēng)網(wǎng)集臺風(fēng)實(shí)況與預(yù)報(bào)、歷史臺風(fēng)、臺風(fēng)影響及評估、臺風(fēng)科普四大功能為一體，支持中英文兩種語言，可為泛南海區(qū)域用戶提供更及時、更可靠的個性化預(yù)警服務(wù)。其結(jié)構(gòu)見圖2。臺風(fēng)實(shí)況與預(yù)報(bào)是臺風(fēng)網(wǎng)最核心的功能，主要包括：臺風(fēng)實(shí)況、預(yù)測路徑、多維數(shù)據(jù)疊加和預(yù)警發(fā)布。

歷史臺風(fēng)模塊收集整理了歷史臺風(fēng)資料，形成臺風(fēng)資料庫，用戶可通過自己的需求，選擇需要了解的臺風(fēng)年份、名稱和所有路徑，且可在地圖上直觀顯示，可視化功能豐富。臺風(fēng)影響及評估模塊為用戶提供個性化的臺風(fēng)影響評估服務(wù)；臺風(fēng)科普模塊提供了臺風(fēng)成因、命名、強(qiáng)度、預(yù)警、歷史臺風(fēng)之最、臺風(fēng)防御指南等科普知識，提升公眾自行應(yīng)對臺風(fēng)的防御能力。

課堂教學(xué)分層是分層教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是落實(shí)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在對不同層次學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時，采用的教學(xué)方法，評價方式等，將有所區(qū)別。

圖1 南海氣象數(shù)據(jù)處理平臺框架

圖2 南海臺風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)結(jié)構(gòu)圖

2.3 南海天氣網(wǎng)

“南海天氣”集公共氣象服務(wù)、氣象觀測、預(yù)報(bào)預(yù)警、災(zāi)害聯(lián)防等功能于一體，是面向泛南海區(qū)域的公益性氣象服務(wù)平臺，滿足公眾對氣象服務(wù)的需求，實(shí)現(xiàn)泛南海區(qū)域“一張網(wǎng)”氣象服務(wù)。該網(wǎng)站于2018年11月正式上線，網(wǎng)站總體框架見圖3。網(wǎng)站用中英文雙語種形式，為中國、越南、柬埔寨、新加坡、文萊、老撾、菲律賓、馬來西亞、泰國、印度尼西亞等南海周邊國家和地區(qū)提供方便快捷的氣象信息，充分體現(xiàn)開放、共享的服務(wù)理念。

圖3 南海天氣網(wǎng)總體框架示意

網(wǎng)站包括泛南海區(qū)域氣象預(yù)報(bào)、氣象預(yù)警、城市及景點(diǎn)介紹、氣象科普和氣象科技交流與合作五個模塊。預(yù)報(bào)模塊提供泛南海區(qū)域主要城市、港口、機(jī)場、島礁、漁場、航線預(yù)報(bào)，可在地圖上以鼠標(biāo)獲取方式，獲得泛南海區(qū)域任意點(diǎn)的氣象要素如氣溫、風(fēng)向風(fēng)速、相對濕度、能見度以及未來氣象信息等，同時提供衛(wèi)星遙感圖像，實(shí)時滾動播放，為天氣分析與氣象服務(wù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時還提供大霧、雷雨大風(fēng)、短時強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)以及包括時間、地點(diǎn)、氣象災(zāi)害屬性、圖文內(nèi)容描述的災(zāi)情直播版塊，便于直觀了解泛南海周邊城市和地區(qū)發(fā)生的災(zāi)情，掌握最新災(zāi)害資訊。

與南海天氣網(wǎng)功能匹配的還有南海天氣App。通過手機(jī)移動端同步展示南海天氣網(wǎng)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)多渠道提供南海氣象服務(wù)功能。

2.4 基于北斗衛(wèi)星的可視化氣象預(yù)警船載終端

利用我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星通訊技術(shù)（技術(shù)框架見圖4）開發(fā)的可視化氣象預(yù)警平臺主要由氣象預(yù)警短編碼通訊協(xié)議、南海預(yù)警服務(wù)平臺、北斗衛(wèi)星氣象預(yù)警服務(wù)平臺、船載終端可視化氣象預(yù)警系統(tǒng)四個模塊構(gòu)成，海南氣象部門負(fù)責(zé)南海預(yù)警服務(wù)平臺、氣象信息編碼通訊協(xié)議模塊的開發(fā)。

圖4 北斗船載終端可視化氣象預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

氣象預(yù)警短編碼通訊協(xié)議針對北斗衛(wèi)星通訊傳輸數(shù)據(jù)容量小，易丟包，且氣象預(yù)警信息種類繁多、各種預(yù)警信息內(nèi)容差異較大等問題而開發(fā)制訂的專用短編碼通訊協(xié)議。氣象預(yù)警短編碼通訊協(xié)議目前定義了簡單點(diǎn)數(shù)據(jù)、復(fù)雜點(diǎn)數(shù)據(jù)、命令型數(shù)據(jù)三類數(shù)據(jù)，主要針對臺風(fēng)、海上大風(fēng)、海上大霧、海上雷雨大風(fēng)等預(yù)警信號，支持精細(xì)化的落區(qū)預(yù)報(bào)，并涵蓋臺風(fēng)的路徑信息、風(fēng)力、方向、風(fēng)圈等更精細(xì)化的臺風(fēng)數(shù)據(jù)。

3 泛南海氣象服務(wù)平臺建設(shè)的效益探討

“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)，注重依靠區(qū)域主體自身的文明特點(diǎn)、發(fā)展特征、資源與制度稟賦的優(yōu)勢來形成發(fā)展合力，實(shí)踐一種“合作導(dǎo)向的一體化”。泛南海氣象服務(wù)平臺在強(qiáng)化南海及其周邊國家和地區(qū)綜合防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)安全保障、應(yīng)對氣候變化等基礎(chǔ)上，為“合作導(dǎo)向的一體化”的實(shí)踐發(fā)揮著重要的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。

3.1 社會效益

泛南海氣象服務(wù)平臺的建設(shè)，促進(jìn)了南海氣象監(jiān)測網(wǎng)功能與結(jié)構(gòu)，拓展南海氣象監(jiān)測業(yè)務(wù)領(lǐng)域，為提高南海氣象預(yù)報(bào)預(yù)警、氣候預(yù)測能力提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有助于為南海周邊國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通安全等提供有力的氣象保障。

氣象服務(wù)平臺使得地方各級政府防御氣象災(zāi)害及其次生災(zāi)害決策更有針對性，效率更高，將使得氣象服務(wù)變得更為積極主動，有力保障了最低程度的災(zāi)害損失，這同時，氣象服務(wù)平臺為泛南海區(qū)域人民提供了更多的氣象信息，有效防災(zāi)減災(zāi)，普及氣象科學(xué)知識，促進(jìn)泛南海區(qū)域廣大人民群眾生活質(zhì)量的提高，對泛南海區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展具有重要的社會效益。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警對于增強(qiáng)抗災(zāi)能力，減輕氣象災(zāi)害危害有著重要的作用。氣象災(zāi)害的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率越高，預(yù)報(bào)越早，預(yù)警越及時，經(jīng)濟(jì)損失將大大降低，經(jīng)濟(jì)效益也越大，作用越明顯。泛南海綜合防災(zāi)減災(zāi)氣象服務(wù)平臺的建設(shè)，將逐步提高南海海洋氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)預(yù)警能力，從而減輕氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)GDP的相對增值。

3.3 生態(tài)效益

氣象災(zāi)害也是在一定的生態(tài)環(huán)境背景下發(fā)生的，氣象因素是導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化的一個重要因素，而人類的生產(chǎn)活動也正會惡化生態(tài)環(huán)境，生態(tài)環(huán)境惡化的結(jié)果反過來也會造成氣象災(zāi)害發(fā)生的概率增加。

泛南海氣象服務(wù)平臺的建設(shè)，不但具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益，通過平臺開展的泛南海環(huán)境氣象預(yù)報(bào)、地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)、森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)等專業(yè)專項(xiàng)氣象服務(wù)，也可為泛南海生態(tài)環(huán)境治理提供相關(guān)重要決策依據(jù)?？商岣吣虾：Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測能力、加快綜合環(huán)境治理進(jìn)程、促進(jìn)海洋生態(tài)環(huán)境改善、增強(qiáng)抵御各種海洋氣象災(zāi)害的能力，為南海及其沿線國家生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、提高創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)語

在分析泛南海區(qū)域氣象服務(wù)新需求的基礎(chǔ)上，遵循“開放合作，共建共享”的理念，充分利用了海南現(xiàn)有氣象業(yè)務(wù)建設(shè)成果，建設(shè)了南海信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、南海臺風(fēng)網(wǎng)、南海天氣網(wǎng)、南?？梢暬瘹庀鬄?zāi)害預(yù)警系統(tǒng)等氣象服務(wù)平臺，借助海洋氣象信息發(fā)布站和北斗衛(wèi)星預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氣象服務(wù)預(yù)警服務(wù)的精準(zhǔn)發(fā)布；通過互聯(lián)網(wǎng)等新媒體手段，實(shí)現(xiàn)氣象信息的快速共享，平臺提供的智能化的氣象觀測、精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)預(yù)警、科學(xué)的災(zāi)害聯(lián)防以及持續(xù)合作交流等功能，為南海周邊國家和地區(qū)提供精細(xì)化、可視化、個性化的氣象服務(wù)，符合我國“一帶一路”倡議要求，為保障海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，維護(hù)南海及其周邊國家和地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全、應(yīng)對全球氣候變化和保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境提供了重要支撐。

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