美國商業(yè)氣象服務及技術的進展與啟示

孫健 陳鉆 李強

（中國氣象局公共氣象服務中心，北京 100081）

美國商業(yè)氣象服務及技術的進展與啟示

孫健 陳鉆 李強

（中國氣象局公共氣象服務中心，北京 100081）

美國氣象服務市場是高度開放和成熟的，在200多家氣象公司中，以The Weather Company（TWC）和AccuWeather的規(guī)模最大、技術最先進、體系最完善。這兩家公司依托海量、精細的氣象預報數據，既提供常規(guī)的天氣信息，又提供深入的行業(yè)服務。TWC擁有按需預報系統(tǒng)、自主研發(fā)的精細化模式、海量數據分析系統(tǒng)和影視圖文制播系統(tǒng)等先進的支持系統(tǒng)，在發(fā)展過程中擅長資本運作；AccuWeather注重數據和專業(yè)知識的應用，有精細數據生產系統(tǒng)、專業(yè)預警制作與發(fā)布系統(tǒng)、分鐘級預報系統(tǒng)和交互觸摸系統(tǒng)等獨特的系統(tǒng)。在高度細分的氣象服務市場中，TWC和Accuweather都打造了完整的服務體系。

氣象服務，The Weather Company，AccuWeather，數據平臺，精細化預報

0　引言

美國國家大氣研究中心（NCAR）研究[1]表明，美國每年天氣事件對經濟的影響達到了4850億美元。根據美國大學大氣研究聯盟（UCAR）環(huán)境科學教育與培訓組織COMET主任估計，美國天氣、氣候產業(yè)超過50億美元，而目前200多家氣象公司產值達到了20億美元。

美國天氣服務歷史久遠，早在1848年，報紙上就有了天氣報告；1868年， Abbe嘗試在美國建立準私人的氣象組織，雖然由于缺少資金支持最終Abbe的預報服務未成功，但天氣預報的需求已顯示出來。在五大湖區(qū)，由于天氣影響，貨運船只損失嚴重，密爾沃基的自然科學家Lapham提出了開展天氣預報服務的建議，Lapham的建議得到了廣泛的重視，隨后氣象服務進入了一個全新的發(fā)展時期；1870年，美國出現了國家氣象服務機構；第二次世界大戰(zhàn)后，私營氣象服務興起[2]；20世紀60年代，有了類似為葡萄干晾曬提供天氣預報的非常專業(yè)的天氣服務[3]。經過半個多世紀的發(fā)展，美國形成了成熟的氣象市場體系，其氣象服務理念和技術手段都處于世界領先地位。近年來，美國在精細化預報、氣象大數據加工處理、云計算技術應用等方面更是擁有先進而獨特的技術。

本文針對The Weather Company（TWC）和AccuWeather兩家公司的氣象服務業(yè)務、技術體系、解決方案和發(fā)展歷史和理念等進行對比分析，提出了學習借鑒的相關建議。

1　TWC公司及技術體系

TWC目前是美國也是世界最大的氣象公司，總部位于亞特蘭大，在美國和世界多地設有分支機構，員工總數達1200多名。TWC由NBC環(huán)球、黑石集團、貝恩資本共同所有，其前身為成立于1982年的美國天氣頻道公司。通過資本運作，公司先后收購了多家氣象服務公司，隨著服務領域的擴張，在2012年改名為The Weather Company，目前其服務領域包括氣象信息服務、電視氣象節(jié)目制作、氣象服務軟件銷售、航空專業(yè)氣象服務、能源氣象服務等，在多個方面，TWC成為了業(yè)內的引領者。

1.1TWC技術框架

1.1.1TWC服務平臺

TWC服務平臺（圖1）由底層的數據倉庫、中間的數據平臺、業(yè)務平臺和最上層的產品平臺構成，數據倉庫中存放了數值天氣預報數據和航空、能源等行業(yè)數據，通過SUN（Storage Utility Network）系統(tǒng)實現數據的存儲管理，SUN系統(tǒng)通過應用程序接口（API）為業(yè)務平臺提供數據調用支持。當TWC把SUN遷移到云端后，其處理能力達到十億量級，非常有力地支撐了TWC提供全球任意地點天氣預報的服務。同時，SUN系統(tǒng)還具有數據管理策略、安全控制方面的功能，在高效的同時，保證了數據資源的安全。

圖1　TWC服務平臺Fig. 1 Integrated service platform of TWC

TWC的業(yè)務平臺包括數值模式系統(tǒng)、按需預報系統(tǒng)、圖形制作系統(tǒng)、專業(yè)氣象服務制作系統(tǒng)等，業(yè)務平臺生成的產品最終通過網絡、手機、有線電視等手段提供給用戶。

TWC的這些業(yè)務系統(tǒng)既能單獨提供某一方面的氣象服務，又有機結合成一個整體，相互之間的數據訪問、資源共享控制非常方便，共同為TWC提供全面的氣象服務發(fā)揮作用。

1.1.2TWC數據平臺

TWC用于氣象服務的數據非常豐富，既包括衛(wèi)星、雷達、模式預報、閃電、美國國家氣象局發(fā)布的官方預報等常見的氣象數據，還包括用戶數據、自有氣象站的觀測數據等，一些獨特的數據是其重要的資源優(yōu)勢。根據TWC的理念，更多的數據才能提供更加準確的天氣預報。平臺上還整合了用戶和行業(yè)數據，并應用數據分析技術對原始數據進行分析計算，與氣象數據結合，使服務的目的性更強，定位更加準確。

針對大量數據的處理，TWC采用了關系數據庫、大數據技術相結合的方式，通過實施優(yōu)良的數據緩存方案，保證高效的服務。TWC也具備嚴格的數據質量控制環(huán)節(jié)，這為后期應用提供了基礎。最終的數據通過推送API的方式提供給業(yè)務平臺使用，服務對象包括氣象節(jié)目圖形制作系統(tǒng)、第三方的氣象信息服務商、個人用戶、企業(yè)用戶以及各類數字系統(tǒng)等。

1.2TWC數值預報與應用系統(tǒng)

1.2.1數值預報體系

根據美國天氣預報準確率對比網站ForecAstadvisor（www.forecastadvisor.com）的統(tǒng)計，TWC在美國的預報準確率處于領先地位，這與TWC自身擁有完整的數值預報體系密切相關，其數值預報與應用系統(tǒng)包括數值預報模式、數值預報集合系統(tǒng)、人工干預系統(tǒng)、數據分發(fā)體系等（圖2）。

從圖2可以看到，TWC集成使用的數值預報模式結果除了來自GFS和ECMWF這樣官方公開的數值模式外，還有自己研發(fā)的數值模式（Rapid Precision Model，RPM），這些模式結果通過數值預報集合系統(tǒng)gDicast進行集合后，進入了按需預報系統(tǒng)FoD（Forecast on Demand），FoD通過整合模式預報結果與各類實況觀測數據（雷達、衛(wèi)星、閃電監(jiān)測、氣象站觀測等），可以提供任意地點的最新預報數據。在FoD中，一個重要的功能是過濾器，通過過濾器設定的條件，實時輸入數據的變化會觸發(fā)不同規(guī)則對預報結果進行調整，過濾器的設定既可以是預設的，也可以是人工實時設定。這一方法不同于傳統(tǒng)的插值獲得任何地點預報數據的做法，其用模型代替了插值，因而預報效果更加準確。

圖2　TWC數值預報體系Fig. 2 Numerical weather prediction system of TWC

數值系統(tǒng)中另一個重要的成員是人工干預系統(tǒng)（Humans Over The Loop，HOTL），在降水、重要天氣方面，氣象專家應用氣象知識對數值預報集合的結果進行調整，其結果返回到FoD系統(tǒng)的數據中，并在FoD的實時更新中持續(xù)作用調整結果。FoD同時還具有數據分發(fā)、處理的功能，根據用戶請求，FoD將最新的預報結果根據用戶的位置、終端返回，整個過程非常迅速，用戶絲毫感受不到計算和數據處理過程中的延時。FoD中，實時數據的更新依賴于TruPoint系統(tǒng)，TruPoint是TWC子公司The Weather Channel擁有的一個獨特系統(tǒng)，其可以高效、及時、精確在美國大陸地區(qū)發(fā)布本地化的實況數據，融合了氣象觀測站、雷達、衛(wèi)星、閃電定位、數值模式、氣候等數據。

FoD可以提供長期和短期的預報結果，二者中都包括了人工干預的功能，但短期預報過程更為復雜，短期預報中數據資料、規(guī)則應用、邏輯判定的過程更加復雜，同時還會參考長期預報的結果，還具有誤差訂正、美國國家氣象局預警優(yōu)先發(fā)布等功能。

FoD是TWC的核心系統(tǒng)，其能提高預報準確率基于以下4個原因：1）獨特的位置處理：通過獨特方法精確處理預報地點的信息，溫度和降水的預報準確率分別提高了2°F和15%；2）高頻次的更新：當一有新數據到達時，FoD立即進行處理，對第1天的預報每日更新達96次，第2～15天的預報每當數值預報有新的輸出時更新，每天共24次；3）科學的數據處理：應用數值預報全部的輸出結果，而不僅僅一些點上的結果，從數值預報中提取和校正數據的方法有再預報經驗、全體概率密度函數校正等方法；4）專家干預：對預報結果進行專家干預，通過專家對預報中系統(tǒng)難以自動處理的天氣進行特征、程度、影響等方向的優(yōu)化。

與FoD類似的還有一個CoD系統(tǒng)，即按需實況系統(tǒng)，其用于提供任意位置的實況數據。

1.2.2TWC自主研發(fā)模式RPM

TWC對自有數值模式的發(fā)展有16年的歷史，目前其核心使用的RPM是由TWC/WSI（Weather Service International）公司自2003年開始發(fā)展的全球模型，RPM基于中尺度天氣數值預報系統(tǒng)WRF（版本：WRF-ARW 3.5.1）發(fā)展而來。在其發(fā)展過程中，預報時效和更新頻次不斷提升，在2012年達到了逐小時更新；同時空間分辨率不斷提高，2008年底在北美地區(qū)的空間分辨率達到了4km，目前能在全球范圍進行12 km分辨率的預報；RPM還不斷通過增加物理過程和輸入資料來提高模式的預報準確率。RPM不僅是TWC/ WSI目前集合預報所使用的核心預報模型之一，基于其強大的后處理功能，為行業(yè)服務提供了豐富的服務產品，并且與TWC公司的其他系統(tǒng)也有密切的聯系。

RPM是第一個將WRF應用于全球模擬、初始化采用雷達資料同化、擁有30min～1h間隔的成套后處理產品。RPM采用雙向嵌套，擁有詳細的對流處理參數化方案，尤其在預測對流性降水上表現出優(yōu)越的性能。在美國大陸地區(qū)，RPM溫度和降水的預報效果好于美國國家氣象局的GFS預報。

1）RPM基本結構

RPM系統(tǒng)平臺在Linux系統(tǒng)上運行，由資料同化、改進的WRF和后處理功能三部分組成，其功能要多于一般的數值預報模式。根據應用的需要，RPM增加了輸出變量，并與其他系統(tǒng)進行了有機的整合。

2）RPM的分辨率

目前RPM可以提供12 km和4 km分辨率的預報，其中4 km的模型具備雷達和觀測資料的同化功能，結果中能分辨出對流尺度的系統(tǒng)。兩種結果都可以通過降尺度技術得到1 km分辨率的預報結果。

RPM時間分辨率全球為1小時，在美國大陸地區(qū)可以達到30分鐘，預報時效為72小時。

3）RPM的預報變量

RPM預報變量包含25種常用氣象要素、相關氣象指數（如惡劣天氣指數、火險指數）、航空氣象預報變量（能見度、降水類型、飛機潛在結冰、湍流、急流等）以及降水類型診斷等。

4）RPM的團隊支持

RPM是TWC用于預報服務的核心模型之一，其開發(fā)團隊成員有10人，另有5人的團隊協(xié)助RPM數據的應用。團隊除了基于RPM模式的開發(fā)外，還對WRF模式開展了改進工作，其中的一些改進被NCAR在新版本的WRF中所采用，如有關時間步長的匹配方法（adaptive time step）等。

1.2.3TWC氣象圖形制作系統(tǒng)MAX

Max是TWC最新氣象圖形制作系統(tǒng)，經過多年的發(fā)展和升級，Max的功能已不僅僅是簡單的氣象圖形制作系統(tǒng)，其綜合了多種功能，包括Max Sky、Max Studio、Max One等。其中，Max Sky根據RPM的預報數據生成當地天氣的三維可視場景，觀眾感受到的不再是冰冷的數據，而是整合了天空云量、風力、天氣狀況的情景展示，這種逼真的天氣場景非常具有震撼力。Max Studio提供了與觀眾互動的功能，這在突發(fā)天氣發(fā)生時非常有用，用戶通過Max Social可以上傳當地的情景信息，這些文字、圖片、視頻信息可以直接進入直播節(jié)目中使用，不僅豐富節(jié)目的內容，還成為了氣象專家和用戶交流的一種途徑。此外，社交應用Facebook、Twitter的內容也可以直接在平臺上展示。Max One直接提供直播節(jié)目的數字格式，這就可以非常方便地為網絡、手機設備提供視頻服務，方便用戶在哪都能看到視頻。通過這些系統(tǒng)，Max和其他系統(tǒng)可以有機整合，實現傳統(tǒng)視頻服務與新媒體的結合，吸引更多用戶使用TWC的服務。

2　AccuWeather公司簡介及技術體系

AccuWeather是由 Joel N. Myers博士于1962年創(chuàng)建，總部位于美國賓州大學城，目前AccuWeather全球員工超過400名（包括115名預報員）；在氣象信息服務、報紙、電臺、網站、手機應用、行業(yè)用戶（鐵路）等方面具有統(tǒng)治或領先地位。擁有52年的創(chuàng)新和經驗的AccuWeather是全球天氣信息和數字媒體的領導者，是數字天氣媒體和信息行業(yè)中最有經驗、最值得信賴的品牌之一。他們通過與全球主要的數字設備生產商合作，為蘋果（iOS）、安卓（Android）、Windows Mobile、黑莓（Blackberry）等平臺開發(fā)了很多獲獎應用，同時為用戶提供每天多達85億次數據請求的服務。此外，該公司還為上千家報紙、電臺和電視臺以及18萬第三方網站和13億聯網設備提供天氣信息。

2.1AccuWeather一體化平臺

AccuWeather為企業(yè)用戶，如金融、零售、醫(yī)療、交通運輸、公用事業(yè)以及政府機構提供精細化和長期氣象服務。AccuWeather強大的服務能力依托于高效一體化的服務平臺（圖3），平臺通過預報數據庫、預警發(fā)布體系、MinuteCast? （逐分鐘預報）等系統(tǒng)實現數據收集、處理、計算、發(fā)布一整套的解決方案，既可以提供逐分鐘，也可以提供長達45天的長期預報服務，在關鍵技術環(huán)節(jié)，AccuWeather還開發(fā)了基于美國和全球范圍的專利技術、專有預報和解決方案。平臺上各系統(tǒng)之間銜接流暢，API接口功能豐富強大，有利于新功能和系統(tǒng)的融入。

圖3　AccuWeather一體化服務平臺Fig. 3 Integrated service platform of AccuWeather

2.2AccuWeather專有的通用預報數據庫（UFDB）

AccuWeather的通用預報數據庫（UFDB）目前對全球超過300萬個地點提供多達25個天氣變量的預報，預報頻率為45天的逐天預報和15天的逐小時預報。以48種語言和100多種方言生成預報。獨特的自然文字輸出可以生成用戶指定的文字輸出長度。

UFDB是世界上最先進和最悠久的預報數據庫之一，預報模型在幾十年收集的數據上生成結果，輔以氣象專家的人工優(yōu)化，為用戶在地球上的任意一點提供氣象預報。預報基礎有很強的擴展及延伸性，可將全球獲得的天氣資源數據，包括政府氣象服務、私人氣象公司數據、專門的傳感器網絡、預報模型和公司自己專有的數據集融合于獨特和不斷增長的模型中，從而提供非常精準的全球范圍預報。

UFDB的精準預報基于大量高精度輸入數據，這些數據除了各種實時觀測數據外，還包括高精度的全球及本地預報模型，比如ECMWF、美國的GFS和CFSv2模型，以及很多其他隨機程序、模擬退火算法（simulated annealing）、綜合指導和專有的優(yōu)化程序。數據輸入還包括統(tǒng)計后期處理指導（MOS），專有數據輸入調整來去除偏差，詳細的氣候和獨特的輸入，將數值預報模式下調到微觀尺度（例如地形效果和土地利用）。

當數據被優(yōu)化并解碼到數據庫系統(tǒng)后，程序會采用一致性算法來確保所有的數據和數據類型的統(tǒng)一。然后每隔幾分鐘，算法系統(tǒng)會利用雷達、衛(wèi)星圖像和其他覆蓋全球的信息進行更新。在必要的時候，預報專家會對算法的輸出進行必要的人工干預。預報結果會根據用戶的設定生成多種語言及多種格式，并通過API供各種設備和應用來使用。

UFDB除了預報標準的天氣信息外，還會輸出天氣影響的通知，比如“將有巨大和嚴重的龍卷風”、“極熱將使戶外活動變得危險”。對于降雪活動會有“道路將大面積濕滑”。還有一些針對潛在惡劣天氣的通知，比如“注意可能形成的熱帶風暴系統(tǒng)”或“潛在的巨大冬季風暴”。這些通知可以讓用戶了解潛在的危險，使他們更頻繁查詢更新的預報。

2.3SkyGuard天氣預警系統(tǒng)

天氣預警是各行業(yè)用戶需求非常高的一種服務。通過自己的專業(yè)優(yōu)勢，AccuWeather建立了一套針對企業(yè)用戶的天氣預警制作、接收方案——SkyGuard。SkyGuard提供企業(yè)級的解決方案，根據天氣如何影響企業(yè)、醫(yī)院、學校的運作，提供個性化的預警信息，從而保證這些單位的安全性和連續(xù)性運作，降低運營成本和其他風險。SkyGuard提供及時精準預警信息幫助用戶做出決策，防止不必要的生產關閉，有利于企業(yè)設施運作的決定并改善整體財務表現。此服務適用于銀行、百貨公司、生產設施、體育場館、鐵路、物流操作及任何會受到天氣威脅的地方。SkyGuard服務于全球700多個客戶，包括6個美國最大的公司和美國財富100強的76家公司及北美的鐵路系統(tǒng)。

SkyGuard主要由預警生成系統(tǒng)（SmartWarn）、預警消息池（Message Center）和預警接收系統(tǒng)（SkyGuard Online和SkyGuard Mobile）組成。SmartWarn是氣象專家的預警制作平臺，氣象專家根據天氣信息繪制有重要影響的天氣等級和區(qū)域，在這一過程中，氣象專家完全不用考慮不同用戶的需求，只需要關心惡劣天氣的等級、影響范圍、發(fā)生時間等專業(yè)問題，當專家完成預警區(qū)域的標識后，系統(tǒng)根據等級和區(qū)域自動匹配目標用戶，并生成預警信息進入預警消息池。然后，用戶可以通過SkyGuard自動獲取個性化的預警信息及公共預警信息。如果用戶對天氣預警信息有疑問，可以直接聯系發(fā)布預警的氣象專家進行咨詢。

SkyGuard Online是企業(yè)用戶用于接收天氣預警及分析的網絡平臺。鑒于各企業(yè)對商業(yè)軟件安全性的容忍度不同，該網站在保證企業(yè)的網絡安全前提下，最大限度地為企業(yè)用戶構造了一個集災害性天氣監(jiān)視和分析于一身的專業(yè)平臺。與傳統(tǒng)安裝到計算機本地的軟件相比，此類基于網頁的產品更容易更新和跨平臺使用。SkyGuard Online擁有先進的地圖引擎，具有強大的地理信息功能，預警消息中心實時更新針對該用戶的SkyGuard預警。除了顯示其獨有的SkyGuard預警外，該系統(tǒng)還能夠在地圖上顯示幾乎所有目前流行的天氣數據，比如多國家的雷達、衛(wèi)星云圖、北美的雷電、政府氣象部門發(fā)布的預警、實時觀測數據、地震等災害數據、颶風及用戶位置等，這大大便于用戶進行分析。隨著手機用戶的增長，SkyGuard也推出了手機版的預警接受系統(tǒng)SkyGuard Mobile，從而更方便用戶得到預警信息。同時，由于所有數據資源都是整合在一起的，用戶也可以通過 SkyGuard查看常規(guī)的天氣信息。

SkyGuard不僅是一種商業(yè)模式，也成為了一種有效的合作手段。由于先進的技術和優(yōu)質的服務，在歐洲一些國家，政府氣象部門對全國預警的發(fā)布也借助AccuWeather的SkyGuard體系，通過預警xml文件上傳，后臺解析然后發(fā)布，這一過程非常迅速。

2.4MinuteCastTM逐分鐘預報系統(tǒng)

MinuteCast?是AccuWeather利用其獨特的專利技術來進行逐分鐘級預報的系統(tǒng)，是業(yè)界領先的降水分析系統(tǒng)。MinuteCast?將雷達和高分辨率的天氣數據融合后，利用專利技術對未來2小時做出逐分鐘的降水預報。降水預報的分辨率可以達到1km2。數據每隔5分鐘更新一次。預報結果通過AccuWeather 的API向用戶提供。該預報已經在AccuWeather網站、移動網站和手機應用中使用，受到用戶的廣泛關注。MinuteCastTM的核心技術建立在SkyMotion之上，SkyMotion綜合使用了定位技術、雷達回波圖像、運動追蹤算法[4]和電腦圖像、視頻、游戲技術，通過對云團移動方向、相對濕度和降水概率的實時追蹤，提供基于用戶位置的精細降水預報，包括雨、雪、冰雹、雨夾雪、冰粒等。SkyMotion整合了用戶提交的地面天氣現象數據用于預報（天氣數據眾籌），所有的雷達與用戶提交數據都進行了嚴格的質量控制，與SkyMotion類似的產品包括DarkSky和OurCast等。

MinuteCast?目前可以提供美國、加拿大、日本及西歐、北歐、南歐等地的分鐘級精細降水預報，未來將提供對更多天氣變量的預報，比如溫度、風向/風速、云量、雷電和冰雹等。

2.5StoryTeller?交互觸摸新聞系統(tǒng)

StoryTeller?交互觸摸新聞系統(tǒng)是一個獨特的、高度創(chuàng)新的“智能設備應用程序模型”，使新聞播報變得引人注目，更具有交互性以及參與感。

該系統(tǒng)使用目前最先進的65～82寸高靈敏度觸摸屏進行演示，可以集成圖像、標清和高清的視頻，可用于天氣、新聞、選舉、體育、交通及其他內容的展示。目前在全球已經有150多家電視臺開始使用該系統(tǒng)。

3　兩家公司的發(fā)展理念和優(yōu)勢領域

兩家公司都以精確的天氣預報為基礎，在數據處理方面具備強大的技術能力，服務面向多元化發(fā)展，各自都具備明顯的優(yōu)勢領域，在氣象市場中通過優(yōu)勢領域能持續(xù)盈利，并開發(fā)、拓展海外市場，但在發(fā)展模式和理念上還是有很大區(qū)別。

TWC在發(fā)展過程中注重資本運作，主要表現為：1）TWC的發(fā)展歷史、服務領域的擴張、技術的完善是資本運作的結果。TWC通過一系列的資本運作，收購了多個氣象公司，如提供氣象軟件服務的Weather Service International，在網絡提供氣象服務的Weather Underground，提供專家級天氣服務的Intellicast等。資本運作幫助TWC迅速壯大，并在發(fā)展中不斷積累技術優(yōu)勢，并能將IT最前沿技術在氣象服務中不斷應用；2）TWC商業(yè)模式成熟，公司大量產品開始作為業(yè)務使用設計，但在發(fā)展中逐步完善，包裝成為商業(yè)軟件，為公司創(chuàng)造價值，從數值預報模式、數據發(fā)布系統(tǒng)到圖形制作系統(tǒng)，TWC打造了一系列的商業(yè)軟件。雖然TWC以天氣預報節(jié)目起家，開始其服務領域單一，但通過資本運作收購和有效的整合手段，成長為行業(yè)領軍者。TWC對各子公司資源整合與協(xié)調策略是其形成統(tǒng)一競爭力的關鍵。

AccuWeather以數據和專業(yè)為其核心理念，這主要表現為：1）創(chuàng)始人Myers博士畢業(yè)于美國賓州大學氣象學專業(yè)，目前在AccuWeather的職工也主要由氣象專業(yè)和IT專業(yè)人員構成，在Accuweather發(fā)展的過程中，也在2006年與另一家同樣是由氣象學家Smith在1981年創(chuàng)辦的氣象公司WeatherData進行了合并，Myers和Smith都是從很小的時候就對氣象表現出極深厚的興趣，立志把氣象服務作為自己一生的追求和事業(yè)；2）Accuweather的產品、體系設計和服務手段以專業(yè)見長，如RealFeel?（體感溫度）、MinuteCastTM（逐分鐘預報）這種在深厚氣象專業(yè)認知基礎上的產品，AccuWeather也在全球率先推出了25天、45天等中長期預報；3）Accuweather注重通過準確的預報和數據來發(fā)展建立服務優(yōu)勢，像SkyGuard就是一套建立在氣象專家知識上的專業(yè)服務系統(tǒng)。

通過多年的發(fā)展和各自技術優(yōu)勢，兩家公司各自建立起了優(yōu)勢領域：TWC在電視氣象節(jié)目、航空、能源、氣象商用軟件銷售等方面占有明顯優(yōu)勢。美國主要航空公司中的85%和全球前100的航空公司中的30%選擇使用TWC的氣象預報、體系和工具，其每日為50000個以上的航班提供預報服務。AccuWeather除了在傳統(tǒng)的報紙和電臺占有優(yōu)勢外，在全球化的氣象信息服務和數字媒體方面更有優(yōu)勢，開發(fā)的多平臺手機應用多次在國際上獲獎，為全球用戶提供每天多達85億次的數據請求服務。到目前為止，已經有超過13億的AccuWeather品牌應用被安裝在全球各地的移動設備和聯網設備上。AccuWeather與世界500強公司中的240家建立了合作伙伴關系。他們先進的SkyGuard預警服務更是覆蓋了北美所有鐵路系統(tǒng)。

4　美國氣象服務技術經驗對我國的借鑒與啟示

美國氣象服務在一個多世紀的發(fā)揮中積累了豐富的經驗，其核心可以概括為兩點：①真正把氣象信息轉化為用戶認可的價值；②以不斷提高預報準確率為根本。在美國，氣象信息得到用戶的認可在于各家氣象服務公司對用戶需求理解深入、高度細分氣象服務市場，通過針對性的解決方案為用戶解決問題。

預報產品的發(fā)展是非常迅速的，可以簡單分成三個方面：①預報員主觀預報；②數值模式提供全面豐富的預報產品；③把獨特數據作為競爭優(yōu)勢來提高預報準確率，積極在氣象服務中加強新技術的使用。這些經驗對中國氣象服務發(fā)展有重要的借鑒意義，主要可以概況為以下四個方面：

1）針對高度細分的氣象服務市場，建立完整的服務體系

Accuweather最早的客戶是美國賓州的一家企業(yè)，而TWC以電視氣象節(jié)目起家，兩家企業(yè)在發(fā)展的過程都從市場和技術的角度不斷細分氣象市場，擴展服務范圍、完善技術架構，如Accuweather在2012年還創(chuàng)辦了自己的全天候的專業(yè)天氣頻道，這樣從兩家公司的服務范圍來看，都涵蓋了電視、網絡、手機、專業(yè)服務等，在技術手段方面包括了數據收集、模式預報、專業(yè)產品制作、分發(fā)與服務渠道等。雖然兩公司在不同的行業(yè)領域和市場范圍內優(yōu)勢有所不同，但他們都在戰(zhàn)略上對氣象服務市場進行了高度的細分，然后進行全面的布局，并努力創(chuàng)造了行業(yè)內的優(yōu)勢，在激烈競爭的同時，擁有絕對的特定行業(yè)優(yōu)勢，在培養(yǎng)市場的同時也在不斷發(fā)展。

2）注重數據基礎平臺的建設，積極發(fā)展云計算技術

無論是TWC還是AccuWeather，都把各類數據包括天氣數據和相關的行業(yè)數據視為服務的生命之源。兩家公司千方百計收集各種數據，并由此產生了一系列的特色產品和行業(yè)優(yōu)勢。從上游到下游系統(tǒng)之間的數據調用非常方便，通過文件傳輸數據的方式目前已完全被API所代替，如SkyGuard就包含有40～50個API接口用來接入各種數據，TWC各系統(tǒng)所擁有的接口也高達500多個。API為數據的接入提供了高效、便捷的方式。但目前隨著系統(tǒng)遷移到云平臺，API的數量又迅速減少，取而代之的是更高效、便捷的云端數據處理技術等。

兩家公司針對海量數據設計了存儲、計算、發(fā)布的方案，云計算是兩家公司共同的選擇。TWC在業(yè)務中使用亞馬遜云作為主要業(yè)務平臺，使用谷歌云服務作為備份，AccuWeather使用微軟提供的Azure云服務，在當地會根據情況使用不同的云服務商。由于不同云服務商提供的服務差異，兩家公司都沒有將所有服務放在一家平臺上，這一方面有利于保持公司本身云應用的持續(xù)發(fā)展，也避免了由于使用單一云服務商導致的技術面窄，對平臺依賴過強的問題。

3）發(fā)展集約化的預報與服務技術體系

雖然兩家公司擁有大量的系統(tǒng)，但各系統(tǒng)又能成為一個整體，系統(tǒng)之間的數據交換、資源共享非常方便，系統(tǒng)都是建立在統(tǒng)一數據平臺之上的，凡是能共享的數據資源，一定是放在統(tǒng)一的數據平臺之上，各系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮作用，共同構成其服務體系。在系統(tǒng)發(fā)展過程中，公司也注重把相似的功能整合，并且不斷在前期工作的基礎之上繼續(xù)開展工作，在擴充功能的同時，不做重復建設。

4）長期專注于專業(yè)人才團隊的培養(yǎng)和文化建設

TWC的氣象專業(yè)預報團隊集中在HOTL、FoD環(huán)節(jié)，這個團隊是一切服務的基礎，TWC擁有冬季天氣專家、颶風專家、強對流天氣專家等，這些專家能在惡劣天氣發(fā)生時為用戶提供獨特、專業(yè)、精確的服務。

AccuWeather的專家團隊在SmartWarn環(huán)節(jié)為用戶提供氣象預警發(fā)布、咨詢服務，其技術團隊普遍工作10年以上，以15～20年居多。AccuWeather非常注重企業(yè)文化建設，公司一直把企業(yè)名人堂作為一項重要的建設內容，不斷讓優(yōu)秀員工在團隊中發(fā)揮積極的激勵作用，企業(yè)的名人堂雖然在中國也能見到，但能堅持幾十年，是非常少見的，公司的企業(yè)文化積淀見于細微。

［1］Lazo J K， Lawson M， Larsen P H， et al. United States economic sensitivity to weather variability. Bulletin of the American Meteorological Society， 2011， 92： 709-720.

［2］喬亞茹. 美國氣象服務商業(yè)化的啟示. 商情， 2013， 6： 143-144.

［3］Kolb L L， Rapp R R. The utility of weather forecasts to the raisin industry. Journal of Applied Meteorology， 1962， 1： 8-12.

［4］Yilmaz A， Javed O， Shah M. Object tracking： a survey. ACM Computing Surveys， 2005， 38： 1-45.

The Technology Development of Business Weather Service in US and Its Enlightenment to China

Sun Jian, Chen Zuan, Li Qiang
（Public Meteorological Service Center， China Meteorological Administration， Beijing 100081）

Business weather service market in US is highly open and prosperous. There are more than 200 companies supplying business weather service. Among them, the Weather Company (TWC) and AccuWeather are the top ones, owning the largest market share, and most advanced technology and service system. Based on massive, high-resolution meteorological prediction data, they provide both general daily weather information and special in-depth forecast service to industrial and economic customers. TWC has a series of special and powerful IT and meteorological systems to support their business weather service, including Forecast on Demand (FoD), high-resolution Numerical Weather Prediction system, Big Data Analysis system, and graph and video production and broadcasting system. TWC shows great capability of capital operation in its development process. Meanwhile, AccuWeather focuses on the application of meteorological data and the expertise. It owns unique high-resolution weather forecast system, warning production and delivery system, minute by minute forecast system, and graph and video interactive touching system. In the high segmentation of business weather service market, TWC and Accuweather have built up their own competitiveness and all-in-one service system.

weather service, the Weather Company, AccuWeather, data platform, high-resolution forecast

10.3969/j.issn.2095-1973.2016.03.006

2015年3月10日；

2015年10月8日

孫健（1960—），Email: sunjian@cma.gov.cn