計算機技術在氣象信息中的應用

摘 要：計算機是科學技術發展到極高水平的結果，是橫跨信息科學、材料科學、數學等多個學科的綜合學科。是人類最偉大的發明之一，對全球的政治、經濟以及人們的工作、生活都產生巨大影響，隨著知識經濟網絡社會的形成，計算機技術已經成為現代社會的必備技能， 被實際地運用到了當前社會的各個領域當中，大大改變了人們的生存生活狀態，推動了社會經濟的迅速發展。而這當中的氣象部門，設計各行各業氣象信息的處理預報，以及氣象現代化建設和未來的發展，則更需要掌握和應用計算機技術。

關鍵詞：計算機技術應用；網絡通信技術；氣象信息；應用

改革開放30多年來，我國氣象事業發展取得了巨大成就，業務服務水平不斷提升，應對復雜天氣氣候的能力明顯提高，綜合實力顯著增強。而取得成就的關鍵就是氣象信息的快速交流與共享，它是現代氣象業務的基礎系統和支撐系統。直接影響到氣象業務部門和廣大用戶能否及時快速的獲取和發送國內外氣象信息，關系到氣象能否為各級政府，國民經濟國防建設等提供優質氣象服務，氣象信息交流的發展經受到其他氣象業務交流發展的驅動，又制約著其他系統的快速發展。

一、計算機技術應用

計算機以其超高速度的運算效率、方便快捷的操作方式等特點，廣泛應用于人們生產、生活等社會活動的各個領域。以數字形式保存的數據和信息，方便讀取和保存。和傳統的紙質載體相比，信息儲存方式容量更大，體積更小，更加方便儲存和使用。在數據傳輸方面也遠遠超過傳統紙質形式。另外，紙質材料隨著時間延長會逐漸老化、破損，造成信息丟失。使用計算機技術的數字信息以磁盤和光盤為載體，保存時效極為久遠，更有利于信息的管理、使用。以計算機技術為基礎的各種應用技術，極大地拓寬了計算機的使用范圍，

1、計算機網絡

計算機網絡是使用通信設備和通信線路將一組地理上分布的相同或不同的計算機、終端及其附屬設備按照某種方式互聯起來得到的一個計算機硬件系統。在這種計算機硬件系統的基礎上，通過開發能協調各臺計算機系統工作的通信系統或更進一步的網絡操作系統，就能使一組計算機實現軟硬件資源共享、協同計算，合作求解一個問題。由這種通信系統或網絡操作系統連同網絡計算機一起，就形成了網絡計算機系統。

（1）、通信結構

通信是支持計算機網絡的重要技術，即實現計算機之間信息傳輸的一種技術方式。網絡通信的核心內容是通信協議。所謂通信協議是網絡通信中一組約定的集合，由它確定了經由通信網絡傳輸的信息或存儲在報文和數據中的信息的格式和控制方式。研究通信協議主要是為了在網絡計算機系統中實現可靠的、高效的數據交換，差錯控制，信息編碼，線路利用同步，使通信數據具有透明性一般情況下，網絡上連接著大量的計算機系統，每一臺計算機系統上可能有多個用戶在同時使用計算機與其他網上用戶進行通信，而實現可靠的數據交換，需要做許多具體的操作運算，十分復雜。為了便于協議的有效實現和對不同的用戶開放，最大限度地實現線路的有效利用，有必要對網絡計算機系統進行通信結構分層。網絡計算機系統在系統上可分成一個一個的層次，從而可以得到一種分層結構或分層模型。每一層包含一組通信功能和相應的層間通信協議。協議不僅支持通信雙方在不同的層間進行通信，而且提供了實現通信的具體思想和方法。

2、計算機網絡的結構

計算機網絡的體系結構經歷了一系列重大的技術革新，從大型主機和小型機系統的主機——終端式網絡結構，在發展了LAN（局域網）技術后，又演進成有分布式信息處理特點的客戶機/服務器模式的結構。在Internet的應用發展以后，企業網的結構又演化成Intranet（企業內部網）的形式，這是一種WAN（廣域網）相連接的企業網結構。

3、計算機網絡與通信系統結合

計算機通信網絡是計算機技術和通信技術相結合而形成的一種新通信方式，主要是滿足數據通信的需要。它將不同地理位置、具有獨立功能的多臺計算機、終端及附屬設備用通信鏈路連接起來，并配備相應的網絡軟件，以實現通信過程中資源共享而形成的通信系統。它不僅可以滿足局部地區的一個企業、公司、學校和辦公機構的數據、文件傳輸需要，而且可以在一個國家甚至全世界范圍進行信息交換、儲存和處理，同時可以提供話音、數據和圖像的綜合性服務，具有誘人的發展前景。不論是技術本身還是制定技術標準的組織，都被迫向能夠完成各種通信的單一的公用網絡系統發展，通過這種網絡能夠簡單且統一地訪問到全世界的信息源和各種信息。

二、氣象信息

氣象信息是國家基礎性，戰略性信息資源，也是國家空間基礎信息之重要組成部分。許多關系到我國現代化建設進程之重大國際國內問題的決策。都需要大量氣象信息的支撐。如：天氣預報、氣候預測、氣候變化、可持續發展等，國家之許多重大工程項目，也迫切需要氣象信息的服務。

1、收集和傳輸氣象信息

全國各級氣象部門之間，各部門之間之互聯需要網絡通信的支持，對完善氣象資料收集網絡較大影響的氣象信息包括：新一代多普勒天氣雷達資料，衛星資料、自動站時空加密觀測資料，閃電定位探測資料、GPS/MET觀測資料，風廓線控測資料、氣候交流預測所需的多圈層其他資料等；隨著各類數值模式不斷研發并業務化以及計算機加工處理能不斷提置，由此產生的預報，預測產品數量將大幅度增加。進而通過網絡分發產品的要求越來越高，新一代電視天氣會商要求網絡通信的支撐，綜合。信息加工平臺既要求與本級氣象信息加工分析預測交流的網絡連接，又要求與外服務的各類對象的網絡聯接，氣象專用頻道的電視節目制作與傳遞也需要網絡通信的支撐。可視化、智能化的即時數據更離不開計算機網絡通信。

2、大數據的存儲和處理

氣象信息所涉及的風向、風速、雨量、氣溫、相對濕度、氣壓、太陽輻射、土壤溫度、土壤濕度、以及海洋、水文、空氣質量等數據的收集和預報，需要高性能的計算機處理和分析大量數據。而隨著模式、資料同化方法的不斷改進、時空分辨率和精確度不斷提高、預報時效不斷延長，集合預報的連續發展，作業種類不斷增多，對計算和存儲資源的需求量指數上升，預計到2020年，氣象加工處理時高性能計算機能力的需求為峰值性能Pflops量級以上。甚至會用到光子或量子計算機等高新技術。

3、數據的管理和共享

為了滿足氣象信息的時效性、準確性，隨著綜合觀測系統的全面建設和不斷完善，以及氣象系統的現代化建設，地面、探空、預測、預報所需要獲取和利用的氣象數據量將成倍增長，相應的業務能力也不斷的增強與發展，業務產品數量也將大幅度增加，各行各業對氣象信息的共享需求日益迫切。因此對氣象數據的存儲管理及共享應用均提出更高更新的需求。

三、總結

我國計算機技術還有長足發展，性能上還將有光子計算機、分子計算機、量子計算機等超高性能計算機的不斷開發和成熟，對于處理的數據量，處理數據信息的速度和準確性，數據的共享，可視化的實效性和超清晰的分辨率，智能化的安全性，數據傳輸的即時距離等方面都會有一個質的飛躍。這將對于氣象部門的大數據檢索交流，信息共享，數據異地備份，系統和運行監控，信息安全，以及資料收集、廣播通信、國際數據交流共享等平臺的建設，具有更重要的意義，提供了優質基礎和高速發展，將更好的為我國氣象事業及各行各業服務。

參考文獻：

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作者簡介：

周宇峰（1977年12月5日），女，漢族，新疆哈密人，大專學歷，就職于新疆哈密地區氣象局，助理工程師，從事氣象網絡預報工作。