大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用探討

許艾米，李 想，張 敏

(1.廣東省氣象公共服務(wù)中心，廣東 廣州 510000；2.廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心，廣東 廣州 510000)

1 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的不斷深入，“大數(shù)據(jù)”已逐漸成為一個流行詞匯。關(guān)于“大數(shù)據(jù)”的定義，全球知名咨詢公司麥肯錫給出：一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)和規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征[1，2]。近年來，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來越彰顯其優(yōu)勢，在社會行為分析、公共安全和政府決策中發(fā)揮的作用也越來越大，這其中當(dāng)然也包括氣象領(lǐng)域。氣象部門向政府和公眾提供各式氣象服務(wù)，都依賴于對氣象數(shù)據(jù)和相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)的處理，基于海量數(shù)據(jù)之上的氣象服務(wù)“大數(shù)據(jù)時代”已經(jīng)來臨。在這樣的時代背景下，大數(shù)據(jù)在氣象行業(yè)中的應(yīng)用，將成為未來氣象業(yè)務(wù)能否進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵議題之一。

2 大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用理念

大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)是關(guān)鍵，龐大的數(shù)據(jù)資源推動了各個領(lǐng)域的量化進(jìn)程。不過如果只有龐大的數(shù)據(jù)而不進(jìn)行深度挖掘和分析，是不可能從海量數(shù)據(jù)集群中獲取有價值的信息的。氣象行業(yè)是信息化建設(shè)較早的行業(yè)，氣象數(shù)據(jù)和產(chǎn)品龐雜且豐富，涉及地面、高空、雷達(dá)、衛(wèi)星和各種數(shù)值模式預(yù)報等數(shù)據(jù)[3]，基于這些海量數(shù)據(jù)之上的天氣預(yù)報、氣候預(yù)測及其他專業(yè)氣象服務(wù)等行業(yè)內(nèi)部的價值已被充分認(rèn)識并挖掘或處于更深層次的挖掘中，而這些海量氣象數(shù)據(jù)與其他行業(yè)的關(guān)聯(lián)服務(wù)仍在探索階段，需繼續(xù)開拓創(chuàng)新。因此，大數(shù)據(jù)應(yīng)用于氣象服務(wù)的理念，應(yīng)是將非氣象類的數(shù)據(jù)資料與地面觀測、雷達(dá)、衛(wèi)星和各種數(shù)值模式預(yù)報等海量氣象數(shù)據(jù)結(jié)合碰撞[4]，并進(jìn)行深度挖掘分析，最終提取價值信息，來實現(xiàn)氣象服務(wù)水平的提升和服務(wù)方式的創(chuàng)新。

3 國外氣象服務(wù)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用情況

國外許多發(fā)達(dá)國家，氣象服務(wù)市場開放多年，以盈利為目的的氣象服務(wù)公司較多，商業(yè)化模式相對成熟，有很多氣象大數(shù)據(jù)應(yīng)用于其他行業(yè)的成功案例[5]。比如德國氣象公司開發(fā)的“啤酒指數(shù)”，就是氣象數(shù)據(jù)和啤酒業(yè)銷售數(shù)據(jù)碰撞后挖掘分析的結(jié)果?！捌【浦笖?shù)”的具體內(nèi)容是：氣溫超過22 ℃，啤酒開始勁銷，之后氣溫再每上升1 ℃，大瓶裝的啤酒1 d就會多銷230萬瓶。根據(jù)西方經(jīng)濟(jì)學(xué)德爾菲氣象規(guī)律，企業(yè)在氣象信息上投資1元可得到98元的經(jīng)濟(jì)回報。如果商家在生產(chǎn)、采購、銷售計劃中考慮氣象因素，不僅能避免損失，還可以變成在競爭中的優(yōu)勢，幫助企業(yè)預(yù)測并確定生產(chǎn)營銷計劃。因此借助這樣的分析結(jié)果，商家可根據(jù)天氣預(yù)報，提前制定采購或生產(chǎn)營銷計劃，增加銷量。

4 大數(shù)據(jù)在國內(nèi)氣象服務(wù)中的應(yīng)用探討

4.1 現(xiàn)階段氣象服務(wù)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用情況

在我國，大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用也已陸續(xù)開展。氣象部門與旅游、交通、環(huán)保等部門開展戰(zhàn)略合作，挖掘出氣象數(shù)據(jù)與這些行業(yè)間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，取得了一定的成效。例如旅游資源豐富的廣東、江蘇、湖北等省氣象部門，一直非常重視氣候資源開發(fā)、旅游品牌打造，并在近幾年聯(lián)合旅游部門結(jié)合不同時期花期特點，推出各色花期預(yù)報服務(wù)產(chǎn)品，社會反響良好，為游客提供了有價值的出行參考。

另外，氣象部門還與一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作，挖掘氣象數(shù)據(jù)的外部關(guān)聯(lián)價值，例如17年6月中國天氣網(wǎng)與飛常準(zhǔn)合作發(fā)布的《惡劣天氣對中國機(jī)場準(zhǔn)點率影響分析報告》，基于惡劣天氣影響機(jī)場相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及海量氣象歷史數(shù)據(jù)結(jié)合計算分析所得，通過算法和理論保證合理性與科學(xué)性，從多維度反應(yīng)近一年多惡劣天氣對中國內(nèi)地機(jī)場運行的影響狀況，為公眾航空出行、機(jī)構(gòu)研究、政府決策提供了理論參考依據(jù)。

4.2 未來大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用趨勢探討

我國氣象大數(shù)據(jù)的應(yīng)用已取得初步成效，但與西方發(fā)達(dá)國家相比仍存在差距，未來需充分挖掘氣象和非氣象數(shù)據(jù)之間的寶貴價值，加強(qiáng)與其他行業(yè)間的合作，展現(xiàn)更多的社會和商業(yè)價值。應(yīng)用理念核心依舊是“氣象+”概念，即氣象與非氣象數(shù)據(jù)的碰撞分析，只不過碰撞的范圍需要更廣，碰撞的程度需求更深，碰撞的元素更多元化。

4.2.1 “氣象+”范圍更廣

氣象數(shù)據(jù)是非常珍貴的數(shù)據(jù)和信息資源，和各行各業(yè)的相關(guān)性都非常高，除現(xiàn)有的與交通、環(huán)保、旅游等部門之間的合作，氣象部門應(yīng)與更多其他政府部門、社會組織或企業(yè)等機(jī)構(gòu)發(fā)展合作，挖掘氣象數(shù)據(jù)與未碰撞過的數(shù)據(jù)資源之間的關(guān)聯(lián)。例如：氣象+保險行業(yè)，與保險公司合作將天氣數(shù)據(jù)與保險理賠數(shù)據(jù)結(jié)合分析，開發(fā)比較有意思的天氣險種，給本部門合理創(chuàng)收、創(chuàng)造商業(yè)價值[6，12]。再比如與電力部門建立合作，通過氣象大數(shù)據(jù)與電力部門提供的輸電線路信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，預(yù)測導(dǎo)線覆冰厚度等，為冬季可能會受到導(dǎo)線覆冰電力氣象災(zāi)害影響地區(qū)的電網(wǎng)安全提供決策氣象服務(wù)。

4.2.2 “氣象+”程度更深

與天氣聯(lián)系緊密的交通、環(huán)保、旅游等行業(yè)，屬于較早與氣象部門建立聯(lián)系的領(lǐng)域。不過雖然這些部門聯(lián)動業(yè)務(wù)拓展較早，但相互的數(shù)據(jù)挖掘碰撞程度還不夠深入，應(yīng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)與氣象科技結(jié)合，更加開拓思路，挖掘更深程度的部門聯(lián)動和數(shù)據(jù)融合[7]。例如氣象+旅游，除了常規(guī)的旅游景區(qū)天氣預(yù)報、有當(dāng)?shù)靥厣馁p花賞葉預(yù)報等，還可以將氣象數(shù)據(jù)與旅游景區(qū)GIS、交通信息、熱力分布、人群特征等大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析[8]，為旅游資源開發(fā)、特色景點推薦和個性化旅游線路設(shè)計等提供科學(xué)依據(jù)。

前文提到的大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)的應(yīng)用理念，換種說法其實是氣象數(shù)據(jù)加上行業(yè)數(shù)據(jù)等于事情能夠發(fā)生的變化規(guī)律和對未來的一些預(yù)測，看似簡單，但在真正實施計算分析的過程中會發(fā)現(xiàn)有很多種可能，氣象數(shù)據(jù)和行業(yè)數(shù)據(jù)如何相加？如何關(guān)聯(lián)？挖掘分析的大數(shù)據(jù)和氣象分析技術(shù)手段多鐘多樣，角度變化多端，該如何在海量數(shù)據(jù)中挖掘更深入、更有價值的信息，仍是未來大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)應(yīng)用中的重點議題。

4.2.3 “氣象+”更多元化

現(xiàn)階段，氣象數(shù)據(jù)與行業(yè)數(shù)據(jù)的挖掘碰撞更多是兩兩相加，未來應(yīng)開闊“氣象+”的服務(wù)思路，多去嘗試多元相加。氣象信息處理體系已趨成熟完備，氣象科研人員對氣象數(shù)據(jù)的獲取和分析已了如指掌，但外部行業(yè)數(shù)據(jù)或互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)多是被動接受狀態(tài)，因此，了解與氣象息息相關(guān)的外部行業(yè)信息，挖掘其與氣象數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)并進(jìn)行多元組合，將為大數(shù)據(jù)時代下的氣象服務(wù)創(chuàng)造更多可能。

4.2.4 加強(qiáng)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)

大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在其獲取、挖掘、碰撞、分析上，數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)也至關(guān)重要。如果氣象與外部數(shù)據(jù)的分析結(jié)果在文字形式的基礎(chǔ)上，擁有可視化效果的加持[9]，比如平臺、app、圖文產(chǎn)品等的呈現(xiàn)，能更易發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集群中的規(guī)律，找到相關(guān)聯(lián)系，更好地提供決策或公眾氣象服務(wù)。

5 結(jié)論

大數(shù)據(jù)時代給氣象服務(wù)工作帶來了諸多挑戰(zhàn)，但同時也創(chuàng)造了很多機(jī)遇[10]。氣象事業(yè)能發(fā)展壯大，跟氣象人緊跟時代步伐密不可分。在大數(shù)據(jù)時代背景下，積極探索大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用，將有助于突破現(xiàn)有服務(wù)瓶頸[11]，開拓氣象服務(wù)新思路，提升服務(wù)能力，達(dá)到社會和經(jīng)濟(jì)效益雙贏。