大数据时代的气象服务应用研究

2016-04-14陶建光武亮宇

地球 2016年2期

关键词：巴彦淖尔气象部门气象

■陶建光武亮宇

（1内蒙古自治区五原县气象局内蒙古巴彦淖尔015100；2内蒙古巴彦淖尔市气象局内蒙古巴彦淖尔015000）

大数据时代的气象服务应用研究

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（1内蒙古自治区五原县气象局内蒙古巴彦淖尔015100；2内蒙古巴彦淖尔市气象局内蒙古巴彦淖尔015000）

随着信息技术、计算机技术和互联网技术的高速发展，促进了人类社会各类数据的爆炸性增长以及云计算、物联网等技术的兴起，迎来了大数据的时代。在大数据时代,气象服务应用研究逐步增强。基于此,本文从引入传感器、气象数据的开发和共享及服务理念等方面研究气象服务的应用重点。

大数据时代气象服务应用研究

1　引言

目前,各领域产业对气象信息的依赖性越来越强,水电、交通、农业等产业,对气象服务的需求各有不同。由此,“大数据”的共性问题愈加突出,以数据为核心,量化气象信息变成气象服务的重要手段。所以数据时代,如何更好地把握气象服务应用重点工作,已成为气象中心首要探究的问题。

2　大数据概述

就目前来说，大数据并没有统一的标准来定义。不过就使用者来说，它是指所涉及的资料达到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到采集、存储、分析和展示的数据集。但在2012年，学术界就大数据在体积、类型、速度和价值这四个方面的特征达成了共识，即所谓大数据的4V特征：Volume（大体积）、Variety（多样性）、Velocity（高速度）、Value（价值稀薄）。

3　大数据时代的气象服务应用研究

随着大数据时代的来临，气象部门可以做更多的工作，如传统数据收集系统的更新，建立大型气象数据库，探索气象数据挖掘技术，通过与国土、民政、水利、农业等部门的数据共享，发现更多的关联要素，通过数据的加工和公开，进一步提升服务能效等。

3.1气象传感器的开发和使用

美国施乐公司的一名计算机科学家提出：“最高深的技术是那些令人无法察觉的技术，这些技术不停地把它们编织进日常生活，直到你无从发现为止。”他开创性地提出了“普适计算”理论，而实现普适计算的根本是人类生活的物理环境当中广泛部署的微小的计算设备—传感器。

传感器最早应用于民用领域源于由美国陆军工程部和美国国家海洋与大气管理局(NCAA)联手开展的“海浪监测计划”，主要是在全美岸线和五大湖区建立一个定点的、连续的、实时的传感器网络，对海浪大小进行监控。系统经过不断升级，现在已经能够建成一个覆盖全美海岸线、从浅水到深水、精确的海浪监测网络。这些传感器不仅能监测海浪的能量和方向，还能计算它的传播速度、偏度和峰度，对海浪的监测不仅能提高沿海地区对海啸、风暴等自然灾害的应急能力，还能极大地改善海上的交通安全，同时也能为利用大海能量进行发电提供关键的分析型数据。完善的气象监测网络和观测数据是气象服务的基础，虽然我国气象部门的自动气象站已经遍布全国各地，但受周边环境、地理位置、区域发展、维护不及时、经费不到位等因素的制约，取得的观测数据在完整性、标准性、区域性等方面还存在各种问题，因此创新监测模式和监测设备，开发和使用体积小、功能全的传感器是提升气象监测能力和水平的重要途径。

3.2气象数据的开放和共享

在经济社会生活中，不少行业，如农业、交通业、建筑业、保险业、旅游业等与天气变化息息相关。美国商务部曾经做过一个专项分析，最后得出的结论是，全国三分之一的GDP产值都和天气情况紧密相连。

对于天气数据的公开，各国做法均不相同，基本上有三种模式，一种是利润最大化模式，一种是平均成本模式，还有一种是边际成本或免费模式。我国目前仅做到气象服务的公开，而且三种模式均沾，也就是我们平常所说的专业服务、决策服务和公共服务。公共服务基本采取免费模式，专业服务采取利润最大化模式，决策服务通过争取地方财政资金和项目投入，可以看成平均成本模式。由于部门间信息数据共享不到位、专业人员缺乏、科研成果转化率不高、气象观测数据的研究和应用不够等原因，专业气象服务能力不强，气象服务的发展处在两难的境地之中。表面上看气象部门利用发布的信息收取费用，弥补行政经费的不足，而从长远看，由于信息的封闭和垄断，其对整个社会的经济发展是弊大于利的。

美国政府采取免费发布模式，其开放性促进了全国的经济增长，效果非常明显。最经典的例子就是美国海洋和大气管理局免费发布天气数据。2008年，据首席经济学家韦伊尔估算，仅全国的发电厂因为得益于该局发布的免费数据，从而可以预测下一天、下一周的发电量、优化资源配置，每年节省的经费达1.66亿美元。2001年，普华永道对经济收益与免费的数据发布模式之间的关系专门做过调查，它的研究结果是提供免费的数据发布，2000年美国天气风险管理行业的产值是整个欧洲的近60倍、整个亚洲的146倍。差距如此之大，进一步说明了数据开放共享的根本优势。

就我国气象部门来讲，数据的开放共享还有一定的难度，一方面从安全角度讲，需要就数据的开放共享制定一系列规章制度，另一方面，气象部门的体制机制制约了气象数据的开

放共享，气象部门属于双重管理体制。就体制来讲，只有真正做到政事企分开，让专业的人员和公司提供专业服务，才能取得最大的经济效益。就经费投入来讲，气象现代化建设、业务运行和人员经费有很大一部分是通过专业和专项服务获得的经济效益进行开展与维持的。只有政府承担所有事业经费，解决这方面的后顾之忧，彻底理顺关系和职能，才能做到气象数据的开放共享，真正为提升全国经济效益作出贡献。