当前气象信息化所处阶段的特征及主要内涵

文｜沈文海

2014年以来，信息化在气象部门成为热议话题，人们已逐步意识到信息化对于气象事业发展的重要意义。然而气象信息化究竟是什么？它包含哪些要素？建国以来气象信息化发展具有哪些阶段性特征？以及当前气象信息化的主要内涵究竟是什么？由于这些战略层面的问题尚未得到具体明晰的结论，人们就未来气象信息化的目标和主要工作任务便难以达成共识。

战略层面的共识，尤其是目标和主要任务的明确和被广泛接受，对于凝聚全部门共识，汇聚部门合力，共同完成既定目标，是具有决定意义的。因此，这项工作不可或缺。

笔者不揣粗浅，在下文中就气象信息化的定义和要素提出自己的意见，并从回顾气象信息化发展历程入手，通过对气象部门信息化工作的阶段性特征分析，归结出气象信息化在现阶段的主要内涵，以期抛砖引玉，引起各方关注和讨论，并期望在较短的时间内就此达成最终共识。

一、气象信息化的定义和要素

（一）定义

所处阶段不同，技术条件、技术应用成熟度以及社会环境不同，人们对信息化的理解和认识也不尽相同，这可从1997年我国首届全国信息化工作会议、联合国1998年发表的《知识社会》以及我国政府与2006年发布的《2006—2020年国家信息化发展战略》中各自对信息化的定义中得到印证。气象部门近几年来对气象信息化的理解，也同样经历了由窄及宽、由近及远、由浅入深的过程。总结历年来思考的结论，综合各方面研究成果，笔者认为：

气象信息化，就是在气象事业发展战略的指导下，充分利用信息技术的成果，充分发掘和发挥信息资源的价值，促进气象部门内部、气象部门与其它相关部门之间信息和知识的广泛交流，加速传统气象业务功能、业务格局、业务流程以及管理思维和方法的优化和改造，有效解决气象部门在事业发展过程中不断出现的问题和需求，大幅提高气象预报能力、服务质量和管理水平，促进气象事业健康发展的工作进程。这里包含四个层面的意义：（1）指导思想：始终遵循气象事业发展战略；（2）生产力、生产要素和生产方式：信息技术的广泛应用，信息资源的充分共享、信息价值的深度挖掘和高度利用；（3）工作成果的外在表现：推动气象部门工作方式、思想观念的变革，持续提高气象业务的工作水平、工作效率和效益，持续提高气象部门服务社会和政府的能力和水平；（4）工作成果的内在反映：促进气象部门通过自身能力的不断增强而长久保持持续发展的态势。

（二）要素

目前的信息时代里，信息技术的革命性变革及其具体载体计算机、光纤通信、移动互联、物联网、云计算等的陆续出现和迅速普及，正在而且已经改变人们的生产、生活方式，人们的思维观念乃至组织结构和社会形态都在随之产生悄然而深刻的变化。

同样，信息技术已将气象业务从五十多年前依靠莫尔斯电码发送和接收气象观测资料、依靠专业绘图员手工绘制天气形势图、预报员根据天气形势图依靠自身积累的经验和知识主观预测天气变化趋势，依靠无线电广播发布天气预报和趋势预测的原始业务形态，发展成今天地基、天基和空基有机融合的综合观探测，信息高速实时传输，客观预报已占相当比重，气象服务涵盖上至国家最高层，下至最偏远地区的村寨家庭每一个角落的现代气象业务。

因此，信息技术是推进气象事业发展的最具生命力的最重要的生产力，信息化是气象现代化的重要标志，也是实现气象现代化的重要途径。气象信息化是社会信息化的必然产物，是生产力发展和社会进步的客观要求，也是当代信息技术发展在气象行业和部门实际应用的必然结果。

广义完整的气象信息化包含以下六个要素：

（1）指导思想。与气象事业发展战略高度契合、以遵从和服务气象事业发展战略为出发点和落脚点的，正确明晰的气象信息化发展战略。

（2）生产力。先进、适用、稳定的技术架构，高效、可靠的信息系统，全面互通的通信网络，灵活便捷的业务平台和良好的创新环境等。

（3）生产要素。完整、准确、可用的观测数据、产品数据、过程数据，以及相关的社会数据和其它相关行业的生产数据。

（4）生产方式。开发信息资源，充分挖掘和发挥信息资源价值，促进信息交流和知识共享。

（5）生产环境。具有调度、协调和统筹全局的强有力的领导力，稳定、精干和一专多能的IT技术团队，良好的管理体制、政策法规和文化氛围。

（6）生产效果。通过信息化工作，不断解决气象事业发展过程中出现的各种问题，气象事业发展战略得以顺利实施，气象业务能力不断加强、管理水平不断增长、服务质量持续提高。整体呈现正面效果的持续有效积累。

二、发展态势的阶段性划分

气象信息化是信息技术由局部到全局，由战术层次到战略层次向气象部门全面渗透，运用于技术更新、平台构建、流程管理、工作协同、业务创新等各个领域，支持部门正常运行、推动部门健康发展的过程。在空间上是一个由无到有、由点到面、由表及里、由局部到整体的过程。

就发展态势而言，建国以来的气象信息化发展经历了艰苦创业期、稳步发展期、快速发展期、高速发展期等四个时期，目前正在步入创新发展期。其中：

（一）艰苦创业期（1949年～1979年）：以气象通信为信息化工作主要内容，后期开始改善计算和数据处理能力。气象通信以手工传输、半自动通信为主要技术特征；其主要任务是：在有限时间内将高度分散在全国各地、世界各地气象情报收集和集中，分发预报指导产品；先后以电报、电传、传真等为主要技术手段，进行全国观测资料收集及预报指导产品的传输。

该时期气象部门的数据处理能力按时间顺序以手摇计算器、国产晶体管计算机和国外引进的小规模集成电路计算机为主要计算资源，主要用于数据处理和初创期的数值天气预报。

（二）稳步发展期（1980年～1989年）：仍以气象通信为信息化工作主要内容，同时计算和数据处理能力的改善力度开始加大。

气象通信以数字通信、自动化通信为主要技术特征。这一时期，为满足预报业务需求，我国与发达国家建立了计算机气象情报交换关系，以北京气象通信枢纽（BQS系统）的建成和投入业务运行为标志，我国正式进入国际主干气象通信网，使北京成为名副其实的世界气象组织亚洲区域气象通信枢纽，并使得国际国内电路由原来的42条增加到124条。此外通过技术升级，完善了国内气象通信系统。

1985年引进的日本富士通M360计算机，使气候资料处理实现了自动化，气候资料的处理能力和服务方式发生根本变化，一个以计算机为核心的气候资料预处理、统计分析、产品加工、存档和检索的自动化业务系统基本建成。1988年M-360计算机升级为双CPU，承担我国第一代中期数值天气预报模式（ T42L9 ）准业务运行，为中期数值天气预报业务化积累了丰富经验。1986年引进的法国布尔DPS7计算机，也为数值预报科学研究提供了基本的计算环境。

（三）快速发展期（1990年～1999年）：以网络、卫星通信、超级计算技术广泛应用为气象信息化的主要内容和技术特征。

网络技术的迅速发展和有效应用，使得气象通信实现跨越式发展；其中局域网络技术的采用和普及，解决了国家级业务单位间的数据传输瓶颈，预报业务可及时获取更多观测资料（如气象卫星资料）；以9210工程为代表，采用卫星通信技术，建立了全国卫星广播系统，解决了国家级指导产品分发、边远台站数据传输等问题。与此同时，以CRAY、YH为代表的矢量超级计算机，以及以IBM SP系列为代表的MPP超级计算机的引进和业务运行，进一步提高了数值天气预报模式分辨率，并促成气候业务和科研模式的快速发展。数据库、图像图像处理、多媒体等技术开始陆续在部分业务部门落地和初步应用。电子邮箱和办公自动化系统在部门内逐步推广应用。

（四）高速发展期（2000年～2014年）：以高性能计算、数据库、GIS、多媒体等技术应用为主要内容和技术特征。

这一时期，气象信息化发生前所未有的变革，进入了高性能计算、数据库、地理信息、图像图像处理、多媒体等应用技术的应用时期，气象通信、数值预报模式计算、数据管理与服务、预警信息发布等业务的支撑技术手段发生很大变化：通信网络技术进一步规范化、带宽逐年递增；高性能计算能力叠创新高，数值预报模式水平逐年提升。数据库技术开始进入气象业务领域并迅速普及，成为支撑业务系统和管理系统的核心；GIS和计算机绘图技术逐渐应用到核心业务领域，成为天气预报、气候预测和气象服务等业务系统的核心技术；多媒体技术在视频会商领域的普及应用，使得气象预报的工作模式和形态发生了深刻变化；移动通信技术的逐步应用，大幅提高了气象观测、人工影响天气以及预警信息发布的业务能力。

（五）创新发展期（2015年～）：以2014年9月颁布的气发[92]号文和气发[97]号文为标志，气象部门进入了以气象现代化为旗帜，以赶超世界先进水平为目标，以创新发展为核心动力的创新发展时期。气象信息化是气象现代化的重要标志，是实现气象现代化的重要途径。在以创新求发展的气象现代化进程中，气象信息化应当表现出更大的活力、发挥出更大的作用；通过以智慧气象为形态，以完整透彻的感知、精准智能的预测、敏捷开放的服务和持续便捷的创新为主要内涵的全新的气象信息化建设，实现气象现代化的宏伟目标。

三、发展的阶段性特征

从上文发展态势的分析中，可以进一步归纳出建国以来气象信息化发展的阶段特征，即：六十多年的气象信息化发展，事实上经历了两个阶段：上世纪五十余年的资源配置阶段，以及本世纪初至今的技术应用阶段；而目前正进入工作协同阶段。未来则将进入成熟发展阶段。分述如下：

资源配置阶段（1949年～1999年）。该阶段的主要特征是先进信息技术的不断引进和信息技术设施的陆续列装，以满足气象业务在信息获取、传输、处理和应用等方面对传感、通信、计算和存储等基础信息技术资源（IT资源）的基本需求。该阶段是IT资源由稀缺状态向满足基本需求的温饱状态过渡的阶段。一些单位在IT资源率先达到满足需求的情况下，这些单位不失时机地开始了信息技术在本单位实际工作中具体应用的实践工作；因此在上世纪九十年代中后期，运用信息技术对传统气象业务及管理工作进行技术改造、以大幅提高工作效率的技术应用实践工作在各级气象部门开始逐渐萌发，并逐渐普及，出现了一批综合应用信息技术以形成相对完整业务系统的成功案例，如：MICAPS、办公自动化系统等。

技术应用阶段（2000年～2014年）。到2000年，气象部门基本解决了以通信、计算和存储为主要内容的IT资源稀缺问题，信息技术在气象部门各级单位的应用实践工作全面展开，并逐渐波及到业务、科研和管理工作的各个角落，信息技术与气象业务的融合逐步深入的现象日趋显著，基于互联网、计算机、移动通信、数据库、GIS、多媒体等信息技术和设备的业务系统在国、省、地市等各级气象部门如雨后春笋般层出不穷，各级各单位自身业务能力得到空前提高。与此同时，管理工作开始由无纸化办公逐步转向过程的系统化和流程的规范化；在政府倡导下，电子政务系统在气象部门逐渐落地，并开始缓慢地生根。该阶段的特点之一是信息技术与气象部门业务、科研和管理等各个领域各项工作的广泛应用和深度融合，以信息系统为特征的各种业务系统大量涌现，这些信息业务系统和平台广泛替代了原有传统的业务工作环境，大范围拓展和强化了气象部门的业务领域。该阶段的另一个特点是气象信息资源的价值开始得到高度重视，在进行气象观测系统全面升级改造，以大规模提高气象观测数据时空密度和获取途径的同时，对观测数据质量问题的重视程度也随之达到了空前的高度，一系列国/省/测站三级联动的观测数据质量控制系统陆续研发并投入业务运行，气象观测数据的可用度因之稳步上升。因此，这一阶段的气象信息化工作，一是信息技术与各项工作的深度融合，并以研发各类信息业务系统为其主要工作形态和成果；二是气象信息资源价值开始受到高度重视。

工作协同阶段（2015年～）。经过十多年的技术应用，信息技术已深入到气象部门所有工作的各个角落，业务功能极大地丰富，信息资源开始受到重视。与此同时，由于顶层设计和综合协调管理的缺位，以及传统思维的惯性和束缚，使得该阶段气象信息化发展不可避免地呈现出业务功能大量重复，业务烟囱繁多，业务流程复杂，工作效率低下等现象。管理工作亦尚停留在公文流转的电子化阶段，职能部门间的条块分割并未因电子政务系统的建立而得到有效的整合，管理系统彼此相对独立，信息孤岛现象较之业务部门毫不逊色，工作效率长期低下。

在气象信息化进入技术应用阶段的同时，以互联网的出现和普及应用为标志，国际IT界技术发展速度达到前所未有的高度，云计算、移动互联、物联网、大数据、智慧城市、工业4.0等典型的技术应用形态陆续出现，并被业界和全社会广泛接受和陆续应用。这些技术应用形态及其理论成果和思想内涵正在深刻改变着人们的生活方式、工作方式和思维方式，影响着人们的价值取向。

信息是知识和智慧的载体，信息化较之以前工业化的最大特征之一，是生产工具、生产方式的智能化，以及生产组织的智慧化。因此当前及未来气象信息化的追求目标，是气象部门整体的智慧化，即：智慧气象。而一个智慧的组织，其首要的基本特征之一是组织内各部分机构之间的高度协同，它是气象部门迈向智慧气象的第一步。所以，未来一段时间内，气象信息化将以强调协同工作为主要内容：气象部门各单位内的各岗位之间需要协同、单位内部需要协同，单位之间需要协同，气象部门内部需要整体协同，气象部门与其它相关部门之间也需要越来越紧密的协同——气象信息化工作进入到工作协同阶段。

成熟发展阶段（～未来）。在基本实现工作协同后，气象信息化开始接近智慧气象的目标，进入到成熟发展阶段。该阶段的气象信息化应呈现如下四个特征：其一，自觉地遵循并融入气象事业发展战略，以完成战略计划、实现战略目标为气象信息化的出发点和最终落脚点；其二，实现气象业务、科研、管理和服务等各项工作无论是局部还是整体的高效率、高效益和高效能；其三，灵活敏捷的组织、架构和流程，能够有效应对外界和内部发生的各种需求和变化；第四，具有良好的自我调整、自我更新、自我优化的能力，始终保持旺盛的自我创新活力。

四、当前气象信息化的主要内涵

（一）内涵的阶段性分析

上文说过，时期、条件和环境不同，人们对信息化的理解和认识也不尽相同。同样，不同的时期和阶段，气象信息化的内涵也不尽相同：

做为起步阶段的资源配置时期，信息化对于气象部门而言，主要任务是解决气象业务、科研、服务和管理等各领域的IT基础资源需求问题。因为这些资源的稀缺，使得气象部门甚至无法正常开展现代意义的气象业务和科研工作。因此这一阶段气象信息化的主要内涵，是信息技术装备的现代化。在该阶段，IT资源是生产力。

当IT基础资源基本满足需求后，信息技术作为智能化工具的特点开始逐渐显现，并迅速在气象部门的业务、科研、服务、管理等各个领域落地生根开花，源源不断地涌现出丰富业务功能、提高业务能力的信息系统；气象部门各领域的业务功能空前丰富、局部业务能力大幅提升。故技术应用阶段气象信息化的主要内涵，是信息技术与气象业务（广义）的广泛结合以及局部融合的逐步深入。该阶段，信息技术在业务、科研、服务、管理等内各方面的广泛深入应用是生产力

随着信息技术的高速发展和应用的广泛普及深入，人们对信息技术的理解和认识也在逐步深入；近十余年来，由信息化而派生出来的新的理论陆续出现，开阔了人们的视野和思维空间。人们逐渐认识到，即便将信息技术视为智能化工具，其可作用的领域也不应仅限于具体的业务功能和业务系统，它应该而且能够通过信息互联和智能化系统，将局部的、彼此分离的岗位、系统、单位和部门有机结合起来，协同工作，从根本上优化系统、单位和部门内的运行机制，提高部门的整体运行效率、效益和效能——亦即所谓的智慧化。这种以智慧化为标志的信息技术综合应用模式作用于城市的信息化建设，其目标便是“智慧城市”；作用于医疗卫生行业，便是智慧医疗；而作用于气象部门，便是“智慧气象”。所以从现在开始，未来一段时期气象信息化的主要工作，是逐步实现气象部门工作形态的“智慧化”，以完整透彻的感知、精准智能的预测、敏捷开放的服务、持续便捷的创新为 “智慧气象”的外在工作形态，以更好地造福于人类社会。而建设“智慧气象”第一阶段的主要工作目标，是实现部门内部以及部门之间广泛而高效的工作协同。

因此，当前及未来一段时期，气象信息化的主要内涵，是实现岗位与岗位、系统与系统、单位与单位、部门与部门乃至行业与行业的，从局部到整体的、充分的工作协同，其目标是实现气象部门内部机能的最优化，以及外在状态的敏捷和开放。在这一阶段里，以局部和整体有机、充分而高效的工作协同为目标的信息技术和信息资源的大规模综合应用，将成为推动气象事业发展的新的生产力。

上世纪的后二十年，即资源配置阶段的后期，气象部门的信息化建设曾走在国内各行业信息化的前列；然而进入本世纪后，气象信息化工作开始出现徘徊，并逐渐落后于各行业的信息化发展。这里所说的“落后”并非指装备和技术应用，而是反映在：即便在装备了先进的IT设备、许多信息技术广泛应用于业务和管理工作，局部业务功能大量增加、管理手段空前丰富的情况下，气象部门所仍然呈现出的效率、效益和效能低下的整体状态。究其根源，是部门内岗位之间、系统之间、单位之间缺乏有机的协同，使得局部的能力无法正向叠加而成整体的能力，局部的优势无法正向叠加而成整体的优势。因此，工作协同既是气象信息化发展到目前阶段的必然趋势，也是未来一段时期工作目标的理性选择。

（二）未来任务

上文已述，未来的一段时间，以局部和整体有机、充分而高效的工作协同为目标的信息技术和信息资源的大规模综合应用，将成为推动气象事业发展的新的生产力。

所以，未来的五到十年，气象信息化的核心任务，是以气象现代化所明确的事业发展目标为蓝图，以实现局部和整体充分协同工作为主要工作手段，服务现代化、助力现代化、推动现代化并最终融入现代化；并应在以下四个方面开展工作：

服务科技创新。在充分满足气象科技创新所需要的各种资源和基础平台的同时，运用先进理念和技术，搭建协同创新平台，营造部门及全行业内部协同创新的良好环境。

提高管理效率。打通信息孤岛，优化管理流程，提高职能部门与业务部门之间、以及职能部门之间工作的协同程度，通过提高信息化水平来提高管理领域的工作效率。

强化工作协同。通过业务协同、管理协同、服务协同、协同创新和整体协同，全面提高气象部门整体、各单位、各系统和各岗位的工作效率。

推动服务改革。运用先进的信息化理念和有效的信息技术，逐步改革气象服务体系、制度和方法，实现对服务需求的敏捷响应，提高提供个性化需求的能力和水平，建设开放的气象社会服务平台，培育遵循市场规律的气象公众服务社会力量，规范气象服务市场，促进气象服务和气象信息与全社会各行业、各部门和各团体的深度融合，为全社会提供公众气象信息服务。

上文中归纳出的气象信息化内涵和主要任务，是具有鲜明阶段性特点的。随着时代发展、社会进步以及部门内相关工作的开展和成果的积累，人们对气象信息化的理解和认识还将继续深入；相信不久的将来，更加符合技术发展趋势、时代特征和社会需求的新时期气象信息化的定义、内涵和主要工作还将会陆续出现、补充和更新。

梳理一年来围绕气象信息化主要工作内容的讨论议题，是值得回味的：我们从几年前对云计算的关注和思考开始、陆续经历了大数据概念在气象部门的热议、设想并设计气象云的建设、国家级业务系统整合以及省地县三级业务系统整合等几个认识的阶段性提升。人们逐渐认识到：构建气象云不是目的，其目的是为下一步气象部门内部信息系统的综合集约化整合提供稳定高效的工作和运行平台。同样，集约化整合也不是目的，其真正目的，是实现气象部门内部高度的、有机高效的工作协同，以及气象部门与其它部门和行业间有效的协同工作，并最终达到“智慧气象”的整体状态。

所以，以智慧气象为目标，以实现气象部门内部和外部充分的协同工作为重点工作，这应当成为未来一段时期气象信息化的主要内涵。

信息时代的高速发展，使得信息化的定义和内涵具有明显的阶段性特征。但无论如何，气象信息化是以促进和推动中国气象事业长久发展，达到并保持世界气象先进水平和卓越地位为终身目标的。只要气象事业存在，气象信息化便永远不会结束。