河南歷史氣象資料應(yīng)用探討

張青珍 王國安

摘 要：隨著歷史氣象資料數(shù)字化工作逐年推進(jìn)，氣象資料數(shù)據(jù)集產(chǎn)品也不斷豐富。氣象現(xiàn)代探測技術(shù)飛速發(fā)展，使得觀測資料種類日益多樣化。資料服務(wù)需求逐年遞增，氣象資料服務(wù)方式也在不斷改進(jìn)。數(shù)據(jù)集提取較為困難，對(duì)外共享資料尚需規(guī)范化管理，服務(wù)手段相對(duì)落后。就新形勢(shì)下如何做好氣象資料服務(wù)工作加以探討，以更好地滿足社會(huì)大眾的需求。

關(guān)鍵詞：氣象資料;資料服務(wù);探討

Abstract：With the development of the digitization of historical meteorological in recent years，the data set have been constantly enriched.As modern meteorological detection technology rapidly developed，the type of observation data has been increasingly diversified.The demand for data service has been increased gradually.The service mode of meteorological data is also improving.It is difficult to extract the data set issued by China Meteorological Administration，thus standardized management is required for external sharing data.However，the service means are relatively backward.This paper discusses how to do a good job in meteorological data service under the new situation，so as to better meet the needs of the public.

Key words：Meteorological data;data service;discussion

近年來，探測業(yè)務(wù)的快速發(fā)展與落后的資料服務(wù)手段之間的矛盾日益凸顯，為了適應(yīng)新形勢(shì)，必須對(duì)資料服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題進(jìn)行逐一探討，并尋找對(duì)策加以解決。

1 氣象資料的種類日益多樣化

1.1 歷史氣象資料數(shù)字化和基礎(chǔ)氣象資料不斷增加

河南省于1979年啟動(dòng)地面氣象資料信息化工作，2003年對(duì)國家基本（準(zhǔn)）氣象站降水自記紙進(jìn)行了掃描和降水跡線提取[1]，形成了全省17個(gè)站的分鐘和小時(shí)降水?dāng)?shù)字化成果數(shù)據(jù)集。2009年起隨著風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫專項(xiàng)風(fēng)自記數(shù)字化工作的開展[2]，先后進(jìn)行了十幾期數(shù)字化項(xiàng)目，共形成了50多個(gè)數(shù)字化成果數(shù)據(jù)集，包含500多萬個(gè)文件，容量達(dá)10多個(gè)TB。中國氣象局先后研制并下發(fā)了90多個(gè)數(shù)據(jù)集產(chǎn)品，為氣象業(yè)務(wù)提供了基礎(chǔ)支撐。通過數(shù)字化工作的開展，盤活了館藏已久的紙質(zhì)歷史氣象資料，形成了很多個(gè)數(shù)據(jù)集產(chǎn)品。目前，我們自己開發(fā)了1981—2010年標(biāo)準(zhǔn)氣候值數(shù)據(jù)集、中國氣象輻射基本要素?cái)?shù)據(jù)集的提取程序，其他數(shù)據(jù)集的提取仍需要探索。

1.2 氣象部門現(xiàn)代探測技術(shù)飛速發(fā)展

河南2000年開始建設(shè)自動(dòng)氣象站，2010年121個(gè)國家級(jí)站點(diǎn)全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)站觀測。2007年開始建設(shè)區(qū)域自動(dòng)氣象站，2019年達(dá)到了2544個(gè)。近幾年新增氣溶膠觀測站（PM2.5、PM10）、農(nóng)田小氣候及作物自動(dòng)觀測站、交通自動(dòng)氣象站、自動(dòng)土壤水分觀測站、新裝閃電定位儀、大氣電場儀、雨滴譜儀、微波輻射計(jì)、風(fēng)廓線儀、智能天氣現(xiàn)象儀等設(shè)備，大氣探測手段不斷提高。一是新增了多種觀測站，二是新增了觀測要素，三是觀測頻次加密到分鐘級(jí)。我們僅關(guān)注了數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)率、可用率，但這些數(shù)據(jù)的使用率和資料的歷史積累率還沒有引起重視。

1.3 氣象資料匯交與部門之間資料共享

（1）氣象資料匯交。為適應(yīng)我國大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略的迫切需求，推動(dòng)氣象數(shù)據(jù)資源匯集共享，更加科學(xué)地為國家重大經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略、國家防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體系建設(shè)和社會(huì)民生等做好氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，中國氣象局印發(fā)了《氣象探測資料匯交管理辦法》[3]，要求各部門、民間組織以及個(gè)人所有從事氣象探測的，通過規(guī)定或約定，將獲取的氣象觀測資料匯交到氣象部門。河南氣象資料匯交工作正在籌備中，面臨的問題，首先是氣象探測資料匯交共享平臺(tái)的搭建和管理，然后是收集整理、審核評(píng)估、加工處理、存儲(chǔ)管理、匯交資料的上報(bào)、共享應(yīng)用。

（2）部門之間資料共享。氣象部門與農(nóng)業(yè)、水利、水文和環(huán)保、民航等多個(gè)部門已開展了資料共享。根據(jù)周自江的定義[4]：氣象資料指通過一切可能的觀測、探測、遙測手段收集到的或加工處理得到的，來自地球大氣圈及其他相鄰圈層的，與大氣狀態(tài)變化規(guī)律有關(guān)的信息元素或數(shù)值分析結(jié)果。與氣象部門共享資料的這些部門都有自己觀測的資料，很多屬于氣象資料的范疇。匯集外部門的氣象資料，對(duì)于建設(shè)“智慧氣象”非常重要。只有跨行業(yè)、跨部門做到“共享出去，共享過來”，才能積累更加齊全的氣象資料，在“智慧氣象”建設(shè)中才能開拓思路，凝練出最優(yōu)化的建設(shè)方案。

1.4 數(shù)據(jù)融合和再分析資料

通過各種數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)以及多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，生成資料分析產(chǎn)品，利用數(shù)值模式進(jìn)行資料的再分析，獲得質(zhì)量可靠、空間覆蓋完整、分辨率高的氣象資料再分析產(chǎn)品。這對(duì)于氣象資料服務(wù)具有重要意義，它提高了氣象資料的科技附加值。我國目前發(fā)布的數(shù)據(jù)融合產(chǎn)品有中國地面與CMORPH融合逐小時(shí)降水產(chǎn)品、中國地面與CMORPH融合逐日降水產(chǎn)品[5]等。這些產(chǎn)品在河南資料服務(wù)中尚未被廣泛利用。

2 資料服務(wù)需求不斷增加

2.1 氣象系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)日益增多

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近幾年對(duì)氣象內(nèi)部的資料服務(wù)次數(shù)呈逐年增加的趨勢(shì)。隨著科研項(xiàng)目和工作任務(wù)的增加，全國綜合氣象信息共享平臺(tái)和中國局下發(fā)的90多個(gè)數(shù)據(jù)集已經(jīng)不能滿足客戶對(duì)氣象資料的需求，歷史氣象資料的深加工迫在眉睫。近年來，根據(jù)暴雨強(qiáng)度公式編制和海綿城市建設(shè)項(xiàng)目需求[6]，對(duì)全省17個(gè)基本（準(zhǔn)）站歷年歷次暴雨過程進(jìn)行了挑取，為省轄市局編制暴雨強(qiáng)度公式提供了數(shù)據(jù)支撐;為災(zāi)害預(yù)警、春播、麥?zhǔn)?、防汛抗旱、治霾環(huán)保等專項(xiàng)決策服務(wù)材料、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害年鑒編寫;為遷站對(duì)比分析、氣象科研人員課題研究、論文撰寫等，提供了多次資料服務(wù)和技術(shù)指導(dǎo)。一些服務(wù)成果是經(jīng)過精心處理和加工得到的，具有一定的重復(fù)利用價(jià)值，可作為數(shù)據(jù)集的補(bǔ)充內(nèi)容來保存，但這需要建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來分類保存。

2.2 氣象系統(tǒng)外部服務(wù)逐年遞增

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年對(duì)氣象系統(tǒng)外部的資料服務(wù)次數(shù)也呈逐年遞增的趨勢(shì)。近幾年對(duì)外服務(wù)的主要類型有：用于車輛和房屋受損的保險(xiǎn)理賠、案件訴訟或偵破、工程施工延期等開具的氣象資料證明類;用于電力安裝的勘察設(shè)計(jì)、地質(zhì)及災(zāi)害調(diào)查、環(huán)境評(píng)價(jià)、水利建設(shè)、資源利用等項(xiàng)目研究類;農(nóng)業(yè)科研、動(dòng)物檢驗(yàn)檢疫、生產(chǎn)潛力研究、產(chǎn)量分析等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保障類;教育機(jī)構(gòu)建立數(shù)據(jù)模型、氣象數(shù)據(jù)分析、學(xué)生畢業(yè)論文等教育科研類;為史志編纂、省情概覽等每年提供的定期氣候概況更新類等。

3 氣象資料與服務(wù)需求存在的不相適應(yīng)

3.1 服務(wù)手段單一

資料服務(wù)的常規(guī)手段是使用“地面氣象月報(bào)表數(shù)據(jù)文件查詢軟件”（簡稱為“SMSD”）和氣候整編軟件（服務(wù)版）;30年氣候標(biāo)準(zhǔn)值（1981—2010年）提取采用“氣候標(biāo)準(zhǔn)值查詢系統(tǒng)”。相對(duì)于氣象資料的多樣化，資料服務(wù)的手段還顯得落后。數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)的提取、圖像產(chǎn)品的制作還需要自己開發(fā)程序來做，服務(wù)能力尚需進(jìn)一步提高。

3.2 資料均一化欠缺

站址遷移、觀測要素和時(shí)次增減、業(yè)務(wù)調(diào)整等，都給資料的使用造成了混亂。凡站址遷移過的臺(tái)站，其某個(gè)要素的變化一般會(huì)呈現(xiàn)不連續(xù)性。當(dāng)這個(gè)長序列的資料用于科研，就會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生誤導(dǎo)。河南的歷史氣象資料急需均一化。

3.3 歷史氣象資料服務(wù)產(chǎn)品不夠豐富

對(duì)氣象部門內(nèi)部提供的資料都是以文本方式，少有圖表。對(duì)外部提供的服務(wù)產(chǎn)品還有屏幕截取的圖像、表格、曲線圖、玫瑰圖、紙質(zhì)打印資料等。從安全和提高氣象資料的科技附加值角度出發(fā)，應(yīng)充分利用格點(diǎn)化資料、數(shù)據(jù)融合產(chǎn)品、再分析資料來加工處理，開發(fā)更多滿足客戶需求的新型服務(wù)產(chǎn)品。

4 資料服務(wù)中的有益探索

4.1 規(guī)范氣象資料服務(wù)流程

我們不斷完善服務(wù)流程，由用戶提交申請(qǐng)單，主管部門審批，服務(wù)單位提取資料，用戶簽訂安全使用協(xié)議。氣象證明的開具自2019年起實(shí)行屬地化管理，并開辟了網(wǎng)上資料服務(wù)通道，完善了網(wǎng)上審批流程。由用戶網(wǎng)上申報(bào)、職能部門審批、服務(wù)部門制作產(chǎn)品、窗口單位負(fù)責(zé)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了一體化服務(wù)。

4.2 逐步對(duì)資料進(jìn)行均一化處理

采取序列訂正、插補(bǔ)訂正、代用計(jì)算、資料融合等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了資料的均一化處理，建立“服務(wù)用氣象資料”數(shù)據(jù)集。

4.3 不斷完善資料序列

資料缺測時(shí)，必須采取插補(bǔ)計(jì)算、鄰站記錄代替、格點(diǎn)數(shù)據(jù)代替等措施[7]，盡可能提供完整長序列的資料。

5 結(jié)語

堅(jiān)持把公益服務(wù)放在第一位，秉承氣象為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)的理念，積極建設(shè)“服務(wù)用資料”數(shù)據(jù)集，增加氣象資料的科技附加值，努力提高氣象資料服務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益，更好地滿足社會(huì)需求。

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[5]師春香.多源數(shù)據(jù)融合與再分析產(chǎn)品研制進(jìn)展[R].北京：中國氣象局，2017.

[6]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中國氣象局.北京：城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計(jì)暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則.

[7]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范.北京：氣象出版社，2003.

作者簡介：張青珍（1972— ），女，河南社旗人，本科，副高，從事氣象數(shù)據(jù)服務(wù)工作。