大數據時代的氣象服務應用研究

■陶建光武亮宇

（1內蒙古自治區五原縣氣象局 內蒙古巴彥淖爾015100；2內蒙古巴彥淖爾市氣象局 內蒙古巴彥淖爾015000）

大數據時代的氣象服務應用研究

■陶建光1武亮宇2

（1內蒙古自治區五原縣氣象局 內蒙古巴彥淖爾015100；2內蒙古巴彥淖爾市氣象局 內蒙古巴彥淖爾015000）

隨著信息技術、計算機技術和互聯網技術的高速發展，促進了人類社會各類數據的爆炸性增長以及云計算、物聯網等技術的興起，迎來了大數據的時代。在大數據時代,氣象服務應用研究逐步增強。基于此,本文從引入傳感器、氣象數據的開發和共享及服務理念等方面研究氣象服務的應用重點。

大數據時代氣象服務應用研究

1　引言

目前,各領域產業對氣象信息的依賴性越來越強,水電、交通、農業等產業,對氣象服務的需求各有不同。由此,“大數據”的共性問題愈加突出,以數據為核心,量化氣象信息變成氣象服務的重要手段。所以數據時代,如何更好地把握氣象服務應用重點工作,已成為氣象中心首要探究的問題。

2　大數據概述

就目前來說，大數據并沒有統一的標準來定義。不過就使用者來說，它是指所涉及的資料達到無法通過目前主流軟件工具，在合理時間內達到采集、存儲、分析和展示的數據集。但在2012年，學術界就大數據在體積、類型、速度和價值這四個方面的特征達成了共識，即所謂大數據的4V特征：Volume（大體積）、Variety（多樣性）、Velocity（高速度）、Value（價值稀薄）。

3　大數據時代的氣象服務應用研究

隨著大數據時代的來臨，氣象部門可以做更多的工作，如傳統數據收集系統的更新，建立大型氣象數據庫，探索氣象數據挖掘技術，通過與國土、民政、水利、農業等部門的數據共享，發現更多的關聯要素，通過數據的加工和公開，進一步提升服務能效等。

3.1氣象傳感器的開發和使用

美國施樂公司的一名計算機科學家提出：“最高深的技術是那些令人無法察覺的技術，這些技術不停地把它們編織進日常生活，直到你無從發現為止。”他開創性地提出了“普適計算”理論，而實現普適計算的根本是人類生活的物理環境當中廣泛部署的微小的計算設備—傳感器。

傳感器最早應用于民用領域源于由美國陸軍工程部和美國國家海洋與大氣管理局(NCAA)聯手開展的“海浪監測計劃”，主要是在全美岸線和五大湖區建立一個定點的、連續的、實時的傳感器網絡，對海浪大小進行監控。系統經過不斷升級，現在已經能夠建成一個覆蓋全美海岸線、從淺水到深水、精確的海浪監測網絡。這些傳感器不僅能監測海浪的能量和方向，還能計算它的傳播速度、偏度和峰度，對海浪的監測不僅能提高沿海地區對海嘯、風暴等自然災害的應急能力，還能極大地改善海上的交通安全，同時也能為利用大海能量進行發電提供關鍵的分析型數據。完善的氣象監測網絡和觀測數據是氣象服務的基礎，雖然我國氣象部門的自動氣象站已經遍布全國各地，但受周邊環境、地理位置、區域發展、維護不及時、經費不到位等因素的制約，取得的觀測數據在完整性、標準性、區域性等方面還存在各種問題，因此創新監測模式和監測設備，開發和使用體積小、功能全的傳感器是提升氣象監測能力和水平的重要途徑。

3.2氣象數據的開放和共享

在經濟社會生活中，不少行業，如農業、交通業、建筑業、保險業、旅游業等與天氣變化息息相關。美國商務部曾經做過一個專項分析，最后得出的結論是，全國三分之一的GDP產值都和天氣情況緊密相連。

對于天氣數據的公開，各國做法均不相同，基本上有三種模式，一種是利潤最大化模式，一種是平均成本模式，還有一種是邊際成本或免費模式。我國目前僅做到氣象服務的公開，而且三種模式均沾，也就是我們平常所說的專業服務、決策服務和公共服務。公共服務基本采取免費模式，專業服務采取利潤最大化模式，決策服務通過爭取地方財政資金和項目投入，可以看成平均成本模式。由于部門間信息數據共享不到位、專業人員缺乏、科研成果轉化率不高、氣象觀測數據的研究和應用不夠等原因，專業氣象服務能力不強，氣象服務的發展處在兩難的境地之中。表面上看氣象部門利用發布的信息收取費用，彌補行政經費的不足，而從長遠看，由于信息的封閉和壟斷，其對整個社會的經濟發展是弊大于利的。

美國政府采取免費發布模式，其開放性促進了全國的經濟增長，效果非常明顯。最經典的例子就是美國海洋和大氣管理局免費發布天氣數據。2008年，據首席經濟學家韋伊爾估算，僅全國的發電廠因為得益于該局發布的免費數據，從而可以預測下一天、下一周的發電量、優化資源配置，每年節省的經費達1.66億美元。2001年，普華永道對經濟收益與免費的數據發布模式之間的關系專門做過調查，它的研究結果是提供免費的數據發布，2000年美國天氣風險管理行業的產值是整個歐洲的近60倍、整個亞洲的146倍。差距如此之大，進一步說明了數據開放共享的根本優勢。

就我國氣象部門來講，數據的開放共享還有一定的難度，一方面從安全角度講，需要就數據的開放共享制定一系列規章制度，另一方面，氣象部門的體制機制制約了氣象數據的開

放共享，氣象部門屬于雙重管理體制。就體制來講，只有真正做到政事企分開，讓專業的人員和公司提供專業服務，才能取得最大的經濟效益。就經費投入來講，氣象現代化建設、業務運行和人員經費有很大一部分是通過專業和專項服務獲得的經濟效益進行開展與維持的。只有政府承擔所有事業經費，解決這方面的后顧之憂，徹底理順關系和職能，才能做到氣象數據的開放共享，真正為提升全國經濟效益作出貢獻。

4　結論

本文通過對大數據時代氣象服務應用內容的系統研究可知,我們正邁入大數據時代，只有緊跟時代發展步伐，積極調整發展思路，充分發揮氣象數據的優勢開展氣象服務，才是氣象部門不斷提升自己的根本。

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X831[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-350-1