信息技術(shù)在氣象部門(mén)的應(yīng)用回顧與展望

當(dāng)前，信息技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)運(yùn)行的方方面面。氣象部門(mén)工作的特點(diǎn)在于：從萌芽階段開(kāi)始，便與信息技術(shù)相伴相生。信息技術(shù)自身的卓越發(fā)展以及在氣象部門(mén)內(nèi)的有效應(yīng)用，是氣象學(xué)科和業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。

氣象工作者們最初真正了解大氣的整體情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是從能夠?qū)⑸⒉荚诟鞯氐臍庀笥^測(cè)資料及時(shí)匯總到預(yù)報(bào)員手中的那一刻開(kāi)始的。以有線電報(bào)和無(wú)線電報(bào)為通信形態(tài)，以莫爾斯電碼為信息形態(tài)的通信技術(shù)，是最初實(shí)現(xiàn)氣象觀測(cè)站點(diǎn)高度分散，數(shù)據(jù)使用高度集中的執(zhí)行者和實(shí)現(xiàn)者。

在20世紀(jì)20年代無(wú)線電探空技術(shù)發(fā)明之后，高空大氣的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才被氣象工作者們所了解。由此產(chǎn)生的一系列大氣運(yùn)動(dòng)理論和各種學(xué)派，使得氣象工作開(kāi)始以一個(gè)獨(dú)立科學(xué)學(xué)科的形態(tài)矗立于世界科學(xué)界。

浩瀚的大海是影響地球大氣運(yùn)動(dòng)的最重要的因素，是氣象部門(mén)主要的觀測(cè)領(lǐng)域之一，也曾經(jīng)是氣象觀測(cè)難以涉足、卻又不得不努力嘗試的領(lǐng)域。無(wú)線電通信使得船舶實(shí)時(shí)觀測(cè)得以全面推廣，而衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用又使得散布于各大洋各個(gè)海區(qū)的海洋浮標(biāo)觀測(cè)變得可行，從此科學(xué)家們對(duì)海洋的運(yùn)動(dòng)、成分和狀態(tài)不再陌生。

雷達(dá)應(yīng)用于氣象領(lǐng)域后，衍生出測(cè)風(fēng)雷達(dá)、測(cè)雨雷達(dá)以及各種型號(hào)的天氣雷達(dá)，成為了氣象探測(cè)領(lǐng)域一個(gè)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)門(mén)類(lèi)，也為中小尺度天氣（特別是災(zāi)害性天氣）觀測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警以及該領(lǐng)域的機(jī)理研究提供了最為有效的手段。

氣象衛(wèi)星使得人們可以從陸地到海洋、從植被到雪蓋、整體到局部地觀察地球表面的一切與氣象有關(guān)的物理狀態(tài)、化學(xué)狀態(tài)和生物狀態(tài)。氣象衛(wèi)星與地面常規(guī)觀測(cè)、雷達(dá)遙測(cè)、飛機(jī)觀測(cè)等各種手段的有效結(jié)合，使得人們能夠除巖石圈外的其他地球圈層從整體到局部、從宏觀到微觀進(jìn)行全面地觀測(cè)，從而更好、更全面地掌握大氣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和成分結(jié)構(gòu)，為現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)和氣象科學(xué)的發(fā)展提供了更加全面、更加豐富的信息和數(shù)據(jù)。

由于計(jì)算機(jī)的發(fā)明，人們開(kāi)辟出了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)這一氣象領(lǐng)域嶄新的專(zhuān)業(yè)科目。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，數(shù)值預(yù)報(bào)已經(jīng)成長(zhǎng)為氣象領(lǐng)域的一棵參天大樹(shù)，成為天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)的最主要的方法和手段。

在我國(guó)氣象事業(yè)輝煌的發(fā)展歷程中，同樣伴隨著信息技術(shù)的普及和深入應(yīng)用。

一、艱苦創(chuàng)業(yè)階段（1949年—1979年）

新中國(guó)成立之初的短短數(shù)年間，新增觀測(cè)站點(diǎn)數(shù)量較之前增加數(shù)十倍。由于當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)薄弱，如何將這數(shù)千個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)完整地匯聚到國(guó)、省兩級(jí)氣象臺(tái)，以供預(yù)報(bào)員使用，是當(dāng)時(shí)氣象部門(mén)遇到的最為棘手的問(wèn)題之一。

當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)氣象觀測(cè)資料的收集（上傳）采用四級(jí)流程，即：臺(tái)站—省局—區(qū)域中心—國(guó)家中心，所使用的通信技術(shù)主要有：電話、有線電報(bào)、無(wú)線電報(bào)、電傳等。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，國(guó)內(nèi)氣象觀測(cè)資料的上傳仍沿用四級(jí)流程，臺(tái)站發(fā)報(bào)基本上采用以專(zhuān)線、話傳為主，甚高頻、單邊帶等通信傳輸為輔的傳輸手段。傳真技術(shù)也在這個(gè)時(shí)候開(kāi)始應(yīng)用于天氣圖及氣象背景資料的下發(fā)和共享。而國(guó)外氣象資料收集除增加了北京—東京、北京—奧芬巴赫的有線電傳電路外，開(kāi)始接收國(guó)外東京、關(guān)島、檀香山等地方的傳真廣播； 其中的傳真設(shè)備，最初是由氣象通信部門(mén)與國(guó)內(nèi)有關(guān)通信專(zhuān)業(yè)工廠共同研制成功的。

20世紀(jì)五六十年代，氣象部門(mén)用于分析處理數(shù)據(jù)的工具，大致局限在算盤(pán)、計(jì)算尺和手搖計(jì)算器范圍。身為當(dāng)時(shí)中央氣象局三大業(yè)務(wù)單位的氣象資料室曾于20世紀(jì)50年代末從蘇聯(lián)引進(jìn)了一臺(tái)“穿孔卡計(jì)算機(jī)”，可進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的加減法運(yùn)算，主要用于氣候數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析以及氣象資料出版物的排版和印刷膠片的制作，至20世紀(jì)60年代末，這臺(tái)穿孔卡計(jì)算機(jī)依然是中央氣象局乃至整個(gè)氣象部門(mén)唯一的一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。該機(jī)于1970年在四川江油“315基地”退役。

中國(guó)氣象科學(xué)研究院的前身中央氣象局氣象研究所早在20世紀(jì)50年代后期便已開(kāi)始了數(shù)值氣象預(yù)報(bào)的研究工作，由于沒(méi)有計(jì)算資源，研究所不得不委派專(zhuān)人每天按時(shí)將穿在紙帶上的模式程序和數(shù)據(jù)騎車(chē)送至中科院計(jì)算所，借助那里的計(jì)算資源（109乙型晶體管計(jì)算機(jī)，中科院的“功勛計(jì)算機(jī)”）來(lái)進(jìn)行相關(guān)的探索和研究。

1969年，氣象研究所引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)DJS-108乙型晶體管計(jì)算機(jī)（定點(diǎn)運(yùn)算速度7萬(wàn)次/秒、浮點(diǎn)運(yùn)算速度3萬(wàn)次/秒、浮點(diǎn)字長(zhǎng)48位、內(nèi)存32K），專(zhuān)用于氣象研究所的數(shù)值預(yù)報(bào)模式研究工作。這是我國(guó)氣象部門(mén)擁有的第一臺(tái)通用型電子計(jì)算機(jī)。該機(jī)的引進(jìn)，在一定程度上改善了氣象研究所數(shù)值模式研究團(tuán)隊(duì)缺乏基本計(jì)算資源的窘境。

1970年，為完成國(guó)家下達(dá)的專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)，已“戰(zhàn)略搬遷”至四川江油的氣象資料室引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)DJS-111型晶體管計(jì)算機(jī)，以用于氣候資料的統(tǒng)計(jì)分析。該機(jī)最初只提供加減法運(yùn)算，后經(jīng)資料室相關(guān)技術(shù)人員的設(shè)計(jì)改造，利用應(yīng)用軟件補(bǔ)齊了乘法和除法的運(yùn)算能力。這是氣象部門(mén)首次借助于電子計(jì)算機(jī)，而且是國(guó)產(chǎn)電子計(jì)算機(jī)，完成氣候資料的統(tǒng)計(jì)分析工作。

20世紀(jì)70年代中期，為進(jìn)一步加強(qiáng)氣候資料統(tǒng)計(jì)分析的能力，氣象資料室再度引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)DJS-8系列320型計(jì)算機(jī)。此后，在北京氣象通信樞紐工程項(xiàng)目——BQS系統(tǒng)中，又引進(jìn)了專(zhuān)用于大規(guī)模科學(xué)計(jì)算的國(guó)產(chǎn)DJS-11系列150型計(jì)算機(jī)。150機(jī)設(shè)計(jì)峰值速度可達(dá)100萬(wàn)次/秒，具有64K內(nèi)存，采用晶體管+小規(guī)模集成電路。

在BQS系統(tǒng)正式運(yùn)行前，中央氣象局共擁有四臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，分別是：歸屬于氣象資料室的111機(jī)、320機(jī)，歸屬于氣象研究所的108機(jī)，以及歸屬于中央氣象臺(tái)的150機(jī)。這些國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)起到了相當(dāng)顯著的作用，但由于配置簡(jiǎn)單，既無(wú)操作系統(tǒng)，更無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的輸出存儲(chǔ)設(shè)備（如磁帶、磁盤(pán)等），甚至連鍵盤(pán)和終端顯示器都沒(méi)有。計(jì)算機(jī)操作員通過(guò)控制面板上的幾排不停閃爍著亮光的開(kāi)關(guān)來(lái)操縱計(jì)算機(jī)的各種運(yùn)行。而使用者只能以紙帶或卡片的形式將編寫(xiě)的處理程序（包括數(shù)據(jù)）通過(guò)光電機(jī)輸入，運(yùn)算完畢后再通過(guò)寬行打印機(jī)將計(jì)算結(jié)果打印在可連續(xù)數(shù)十頁(yè)甚至上百頁(yè)的打印紙上，供使用者分析。此外，這些計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單，通用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言亦尚不豐富，甚至連英文字母的計(jì)算機(jī)16進(jìn)制碼都尚未統(tǒng)一。

這一階段信息技術(shù)在氣象部門(mén)的應(yīng)用，主要集中在解決氣象業(yè)務(wù)通信問(wèn)題，主要任務(wù)是在有限的時(shí)間內(nèi)將高度分散在全國(guó)各地、世界各地氣象情報(bào)收集和集中到國(guó)省兩級(jí)氣象臺(tái)，同時(shí)下發(fā)國(guó)省兩級(jí)制作的預(yù)報(bào)指導(dǎo)產(chǎn)品，主要技術(shù)手段以電報(bào)、電傳、傳真等手工和半自動(dòng)方式為主。此外，國(guó)產(chǎn)晶體管及小規(guī)模集成電子計(jì)算機(jī)也開(kāi)始在氣候資料的統(tǒng)計(jì)分析，以及氣象數(shù)值模式的研究試驗(yàn)中逐漸應(yīng)用。

二、穩(wěn)步發(fā)展階段（1980年—1990年）

20世紀(jì)80年代初，北京氣象通信樞紐工程（BQS系統(tǒng)）正式投入業(yè)務(wù)使用。該工程在國(guó)內(nèi)首次將計(jì)算機(jī)處理技術(shù)引入通信領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了氣象通信在國(guó)家層面的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理。這是一次飛躍性的進(jìn)步，標(biāo)志著氣象業(yè)務(wù)開(kāi)始從人工作業(yè)向著自動(dòng)化、信息化方向的邁進(jìn)。以BQS系統(tǒng)為起點(diǎn)，各區(qū)域中心及部分省局也逐步開(kāi)發(fā)出了微型計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)，以微型計(jì)算機(jī)替代部分人工作業(yè)，為省一級(jí)實(shí)現(xiàn)通信傳輸自動(dòng)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

BQS系統(tǒng)依托于引進(jìn)的三臺(tái)大型機(jī)（日立M-160二臺(tái)，日立M-170一臺(tái)），首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)家級(jí)氣象通信的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理，國(guó)家級(jí)氣象通信業(yè)務(wù)的所有工作：收?qǐng)?bào)、識(shí)別、解譯、編輯、糾錯(cuò)、轉(zhuǎn)報(bào)、歸檔以及天氣圖的填圖繪制等，全部由計(jì)算機(jī)軟件予以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，而這些軟件全部由我國(guó)氣象部門(mén)的技術(shù)人員在日本專(zhuān)家的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)、編制完成。

BQS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件是我國(guó)氣象部門(mén)首個(gè)成規(guī)模的氣象軟件，也是我國(guó)氣象部門(mén)首次接觸到軟件工程這一概念和方法，為我國(guó)氣象部門(mén)日后的信息化建設(shè)培養(yǎng)了一批理念先進(jìn)、技術(shù)扎實(shí)的技術(shù)骨干。

由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)高性能計(jì)算資源奇缺，BQS系統(tǒng)引進(jìn)的大型計(jì)算機(jī)是當(dāng)時(shí)世界上先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，內(nèi)存、存儲(chǔ)、輸入輸出設(shè)備以及通用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等配置完整。其中的M-170機(jī)在保障天氣預(yù)報(bào)模式研究的同時(shí)，特意騰出一個(gè)業(yè)務(wù)分區(qū)，為氣象科研人員以及全國(guó)其他一些因缺乏高性能計(jì)算資源而慕名前來(lái)的部門(mén)人員提供高性能運(yùn)算環(huán)境。我國(guó)第一代天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)業(yè)務(wù)模式（A模式）就是在這臺(tái)大型機(jī)上發(fā)育成長(zhǎng)的。

作為世界銀行第一期農(nóng)業(yè)貸款的受貸單位之一，當(dāng)時(shí)的國(guó)家氣象中心于1984年購(gòu)買(mǎi)了日本富士通的M-360大型計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)的配套設(shè)備，用于氣象資料的分析處理，并在其上進(jìn)行了我國(guó)第二代天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)業(yè)務(wù)模式（B模式）的研制和試運(yùn)行，我國(guó)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)隨之破殼而出。中國(guó)氣象科學(xué)研究院也利用世界銀行第二期農(nóng)業(yè)貸款，于1986年從法國(guó)引進(jìn)了大型計(jì)算機(jī)DPS-7，并在其上完成了中尺度模式MM4的引進(jìn)和試運(yùn)行。一些國(guó)際通用的氣象繪圖軟件（如NCAR繪圖軟件等）也陸續(xù)在這些大型機(jī)上移植成功，提供使用。

20世紀(jì)80年代前期和中期，PC-1500在一些省轄氣象觀測(cè)站的普及使用，為臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理和編報(bào)提供了便捷的手段。PC-1500內(nèi)置有BASIC解釋語(yǔ)言，并配有精巧的液晶顯示器、鍵盤(pán)和窄行針式打印機(jī)。一些省局技術(shù)人員在其上編制了基于BASIC語(yǔ)言的氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)現(xiàn)了地面和高空常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)氣象要素的提取、換算以及氣象觀測(cè)報(bào)文編碼等項(xiàng)工作的半自動(dòng)化處理。這是信息技術(shù)在基層臺(tái)站日常業(yè)務(wù)工作自動(dòng)化處理的非常有意義的應(yīng)用嘗試。我國(guó)氣象主管職能部門(mén)為此曾召開(kāi)專(zhuān)題研討會(huì)，在對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)完善后予以全國(guó)范圍內(nèi)的推廣。由于PC-1500上配有RS232串口，可連接盒式錄音機(jī)，為這套軟件的復(fù)制和推廣提供了便捷的條件。

同期，氣象科學(xué)研究院通過(guò)從中科院獲得的五臺(tái)不同型號(hào)的Cromemco微型計(jì)算機(jī)，嘗試用BASIC語(yǔ)言編制高空氣象探測(cè)信號(hào)的全自動(dòng)化處理軟件，并取得一定經(jīng)驗(yàn)。

20世紀(jì)80年代后期，以CONVEX-120為代表的“小巨型機(jī)”、以DEC-VAX系列為代表的“小型機(jī)”以及以IBM-PC為代表的具有工業(yè)規(guī)范意義的微型計(jì)算機(jī)逐步進(jìn)入氣象部門(mén)，UNIX和DOS作為通用操作系統(tǒng)開(kāi)始在氣象部門(mén)普及。上至中大規(guī)模數(shù)值預(yù)報(bào)模式的研究和試運(yùn)行，下至省、地、縣局常規(guī)氣象數(shù)據(jù)的分析處理，各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用在氣象部門(mén)全方位展開(kāi)，相應(yīng)的各種基于通用操作系統(tǒng)的氣象應(yīng)用軟件也開(kāi)始萌芽破土。由于“小巨型機(jī)”和“小型機(jī)”均可配有磁帶驅(qū)動(dòng)器以及各種當(dāng)時(shí)流行的I/O設(shè)備（如3.5英寸軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器），而IBM-PC標(biāo)配有3.5英寸軟盤(pán)軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，這為各類(lèi)氣象軟件和數(shù)據(jù)的復(fù)制、流轉(zhuǎn)和磁介質(zhì)保存提供了良好條件。

20世紀(jì)80年代，為滿足預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)需求，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家建立起了計(jì)算機(jī)氣象情報(bào)交換關(guān)系，借助于“北京氣象通信樞紐工程”進(jìn)入了國(guó)際主干氣象通信網(wǎng)。此外完成了國(guó)家中心和區(qū)域中心之間的技術(shù)升級(jí)改造，以完善國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)。與此同時(shí)，微型計(jì)算機(jī)在氣象部門(mén)的深度應(yīng)用開(kāi)始普及。

三、快速發(fā)展階段（1991年—2000年）

20世紀(jì)90年代，代號(hào)為“9210工程”的“氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目”是氣象部門(mén)繼北京氣象通信樞紐工程之后又一個(gè)大型信息系統(tǒng)建設(shè)工程，它標(biāo)志著氣象部門(mén)信息化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的開(kāi)始。“9210工程”首次將衛(wèi)星通信引入到氣象通信領(lǐng)域，巧妙地將衛(wèi)星通信、地面公網(wǎng)和計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)連成一個(gè)整體，建成了由1個(gè)國(guó)家級(jí)主站、6個(gè)區(qū)域級(jí)、25個(gè)省級(jí)、297個(gè)地市級(jí)雙向數(shù)據(jù)、話音站、2000多個(gè)縣級(jí)單向數(shù)據(jù)接收站組成的覆蓋全國(guó)的大型氣象通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由衛(wèi)星廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)、話音網(wǎng)、數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、備份網(wǎng)等構(gòu)成，首次建成了真正意義上的覆蓋全氣象部門(mén)的氣象專(zhuān)網(wǎng)，這為氣象部門(mén)整體的信息化聯(lián)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。

“9210工程”在成功建立起全氣象系統(tǒng)的衛(wèi)星—地面通信網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，還建立了國(guó)、省、地、縣四級(jí)氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，為此引進(jìn)了當(dāng)時(shí)業(yè)界較為著名的Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。這是氣象部門(mén)首次接觸到業(yè)界主流的數(shù)據(jù)規(guī)范化管理、應(yīng)用的概念、技術(shù)及系統(tǒng)。

值得一提的是，與BQS系統(tǒng)類(lèi)似，“9210工程”通信系統(tǒng)軟件以及配發(fā)的數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用軟件全部由氣象部門(mén)獨(dú)立設(shè)計(jì)，采用部門(mén)內(nèi)部大協(xié)作方式，集體開(kāi)發(fā)完成。

這段時(shí)期，氣象部門(mén)先后從美國(guó)引進(jìn)了巨型向量機(jī)CRAY/ C92、巨型陣列機(jī)IBM-SP和IBMSP2、大型機(jī)Cyber-991/992等大規(guī)模和超大規(guī)模計(jì)算機(jī)設(shè)備，并同期引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)巨型機(jī)“銀河-I”“銀河-II”及“曙光-100”等國(guó)產(chǎn)計(jì)算設(shè)備，為我國(guó)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的業(yè)務(wù)運(yùn)行構(gòu)建了較為完備的算力環(huán)境，天氣預(yù)報(bào)開(kāi)始向著以數(shù)值預(yù)報(bào)為主要手段的方向發(fā)展。

新組建不久的國(guó)家氣候中心（后并入國(guó)家氣象中心）也在積極從事氣候模式的研制、引進(jìn)、調(diào)試和業(yè)務(wù)化工作，這些工作大部分是在以服務(wù)器IBM-59H為主的相對(duì)簡(jiǎn)陋的計(jì)算環(huán)境下完成的。

與此同時(shí)，微型計(jì)算機(jī)也開(kāi)始在氣象部門(mén)進(jìn)一步普及，從一個(gè)處室擁有一兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，到一個(gè)科、組擁有一兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，最后到每個(gè)技術(shù)人員擁有一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，短短數(shù)年內(nèi)微型計(jì)算機(jī)在氣象部門(mén)迅速普及，氣象部門(mén)日常工作的“信息化”程度也迅速提升。此外，微軟Windows圖形界面操作系統(tǒng)以及鼠標(biāo)隨著微型計(jì)算機(jī)進(jìn)入到氣象部門(mén)的計(jì)算機(jī)房乃至辦公室，氣象數(shù)據(jù)的分析和展示開(kāi)始向著可視化方向發(fā)展。

同樣在上世紀(jì)90年代，以“粗纜”和“細(xì)纜”為主要形式的辦公室網(wǎng)絡(luò)與以同軸電纜為主要形式的通用高帶寬局域網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始進(jìn)入氣象部門(mén)。隨后不久，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以太網(wǎng)、令牌環(huán)、ATM等網(wǎng)絡(luò)形式和概念隨著“9210工程”、國(guó)家氣候中心籌建、風(fēng)云系列衛(wèi)星地面測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)等一系列大型項(xiàng)目和工程建設(shè)而進(jìn)入氣象部門(mén)，局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境迅速形成。技術(shù)和科研人員告別了延續(xù)十余年的在計(jì)算機(jī)房集中使用計(jì)算資源的“上機(jī)”時(shí)代，開(kāi)始在自己的辦公桌上完成所有的業(yè)務(wù)和科研工作。

也是在這個(gè)時(shí)期，以ArcGIS和MAPinfo為代表的地理信息系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)大陸并迅速為氣象部門(mén)所接受。氣象服務(wù)部門(mén)和一些專(zhuān)業(yè)氣象（如農(nóng)業(yè)氣象、城市氣象等）部門(mén)積極應(yīng)用這些新概念、新技術(shù)和新平臺(tái)拓展自己的工作領(lǐng)域，豐富自己的工作內(nèi)容，取得良好成效。同時(shí)，伴隨專(zhuān)用于可視化展示和圖形圖像產(chǎn)品制作的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，一批繪圖軟件也進(jìn)入用戶(hù)視野，其中GrADS以其適用計(jì)算機(jī)種類(lèi)廣泛、操作簡(jiǎn)單、便于個(gè)性化補(bǔ)充完善等特點(diǎn)，受到氣象從業(yè)者（尤其是科研人員）的追捧。

這個(gè)時(shí)期，互聯(lián)網(wǎng)首先以電子郵件形式在氣象部門(mén)得到應(yīng)用。相比較紙質(zhì)信函郵遞，電子郵件大大提高了氣象工作者之間的遠(yuǎn)距離通信時(shí)效——尤其是越洋跨國(guó)通信時(shí)效。很快，氣象部門(mén)便出現(xiàn)了利用電子郵件成功進(jìn)行越洋數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖吕＝又瑸g覽器開(kāi)始出現(xiàn)并為氣象從業(yè)者所青睞，通過(guò)瀏覽器搜尋國(guó)外各大著名氣象單位網(wǎng)站上的各種信息，下載渴望已久的數(shù)據(jù)資料和軟件，成為不少氣象工作者上班期間的一項(xiàng)日常工作內(nèi)容。GrADS繪圖軟件的迅速普及應(yīng)用，就是這項(xiàng)工作內(nèi)容的成果之一。由于互聯(lián)網(wǎng)上豐富的氣象數(shù)據(jù)資源，許多原本因缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)而無(wú)法開(kāi)展的業(yè)務(wù)工作因此而得以開(kāi)展，一些單位甚至將國(guó)外網(wǎng)站上所發(fā)布的專(zhuān)業(yè)氣象數(shù)據(jù)作為本單位業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)來(lái)源。

特別提一下，90年代中后期，國(guó)家氣象中心依托DEC公司的小型機(jī)VAX6320開(kāi)發(fā)出了我國(guó)第一套氣象實(shí)時(shí)資料數(shù)據(jù)庫(kù)，并正式投入運(yùn)行，為國(guó)家級(jí)氣象業(yè)務(wù)單位提供由國(guó)際和國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)所獲得的實(shí)時(shí)氣象資料服務(wù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)的投入運(yùn)行，在氣象部門(mén)內(nèi)部首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)氣象資料數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)化管理和共享，并為日后一系列氣象數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。

90年代后期，國(guó)家氣象中心以引進(jìn)的IBM Lotus/ Notes為依托，首次在全氣象系統(tǒng)建立起辦公自動(dòng)化平臺(tái)。該平臺(tái)以業(yè)務(wù)單位為節(jié)點(diǎn)，覆蓋各級(jí)氣象部門(mén)，基本達(dá)到了受眾范圍橫向到邊、縱向到底的效果，從而使得氣象部門(mén)的辦公效率大幅提升。

這段時(shí)期，由于“9210工程”、局域網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)的普及，許多因計(jì)算資源和通信資源問(wèn)題而被遲滯的業(yè)務(wù)工作因之而得以陸續(xù)展開(kāi)，氣象各級(jí)部門(mén)紛紛自己著手建設(shè)或完善領(lǐng)域內(nèi)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)工作，業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)數(shù)量和規(guī)模明顯上升。但由于各單位相應(yīng)技術(shù)力量和水平參差不齊，業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的質(zhì)量亦出現(xiàn)較明顯的差異。鑒于此，有關(guān)職能部門(mén)在總結(jié)BQS系統(tǒng)和“9210工程”系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，并參照當(dāng)時(shí)國(guó)家頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，編制并發(fā)布了《氣象信息工程建設(shè)規(guī)范》和《氣象軟件工程規(guī)范》，這是氣象部門(mén)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)和管理規(guī)范化的重要標(biāo)志，也是氣象部門(mén)信息化工作開(kāi)始走向成熟的標(biāo)志。

由于20世紀(jì)90年代一系列大規(guī)模信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，氣象系統(tǒng)各業(yè)務(wù)部門(mén)終于擺脫了因計(jì)算、通信、存儲(chǔ)等IT基礎(chǔ)資源長(zhǎng)期短缺所造成的困境，業(yè)務(wù)創(chuàng)新熱情空前高漲，業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)遍地開(kāi)花。一批涉及短時(shí)臨近預(yù)報(bào)、干旱預(yù)測(cè)、臺(tái)風(fēng)、農(nóng)業(yè)氣象等重要業(yè)務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，依托國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)、Internet系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、繪圖系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)性平臺(tái)而逐一建立。各級(jí)氣象部門(mén)的業(yè)務(wù)能力因此得以持續(xù)快速提升。

20世紀(jì)90年代，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，氣象通信實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)可以及時(shí)獲取更多的觀測(cè)資料，為天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)水平走上一個(gè)新臺(tái)階提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。局域網(wǎng)絡(luò)的建立，解決了國(guó)家級(jí)業(yè)務(wù)單位間的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸。與此同時(shí)，由于衛(wèi)星通信技術(shù)的使用，氣象部門(mén)建立起了衛(wèi)星廣播系統(tǒng)，解決了國(guó)家級(jí)指導(dǎo)產(chǎn)品分發(fā)、邊遠(yuǎn)臺(tái)站數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。尤其是以CRAY、銀河為代表的矢量超級(jí)計(jì)算機(jī)的引進(jìn)和運(yùn)行，為數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的大幅度提升奠定了算力基礎(chǔ)。

四、高速發(fā)展階段（2001年—2010年）

進(jìn)入本世紀(jì)，光纖通信技術(shù)飛速發(fā)展，基于光纖通信技術(shù)的國(guó)家地面通信公網(wǎng)迅速在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)覆蓋。在此背景下，氣象部門(mén)啟動(dòng)了以地面光纖通信為主干道的全國(guó)氣象通信寬帶網(wǎng)建設(shè)，并在此基礎(chǔ)上，整合原有的通信資源，采用MSTP和MPSL-VPN技術(shù)，最終形成了基于地面光纖通信的國(guó)內(nèi)地面通信寬帶網(wǎng)和基于通信衛(wèi)星和風(fēng)云氣象衛(wèi)星搭載衛(wèi)星通信資源的衛(wèi)星通信廣播系統(tǒng)。

至此，困擾了氣象通信領(lǐng)域幾十年的通信能力問(wèn)題，終于得以解決。

21世紀(jì)初，中國(guó)氣象局抽調(diào)全國(guó)各省數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)和科研骨干，成立了“數(shù)值預(yù)報(bào)創(chuàng)新基地”，開(kāi)始研制國(guó)產(chǎn)數(shù)值預(yù)報(bào)模式GRAPS。以此為需求背景，中國(guó)氣象局于2004年引進(jìn)了IBM Cluster 1600高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2009年引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)神威4000A系統(tǒng)，2012年引進(jìn)了IBM Flex System P460高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

21世紀(jì)初的十年是氣象軟件高速發(fā)展的十年，除風(fēng)云系列國(guó)產(chǎn)氣象衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)及相應(yīng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)外，國(guó)家級(jí)氣象資料存儲(chǔ)管理系統(tǒng)、新一代國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星視頻會(huì)商系統(tǒng)等一批基礎(chǔ)性工程陸續(xù)展開(kāi)并完成。其中，國(guó)家級(jí)氣象資料存儲(chǔ)管理系統(tǒng)（MDSS）首次在國(guó)家級(jí)層面上實(shí)現(xiàn)了除衛(wèi)星資料外所有實(shí)時(shí)和歷史氣象資料的統(tǒng)一規(guī)范化管理、服務(wù)。該系統(tǒng)首次應(yīng)用商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化氣象資料的規(guī)范化管理，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化氣象數(shù)據(jù)的一體化管理，實(shí)現(xiàn)了熱、溫、冷氣象數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)遷移和回遷，實(shí)現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的規(guī)范化對(duì)外服務(wù)。

此后，以“新一代天氣雷達(dá)資料共享”項(xiàng)目為依托，中國(guó)氣象局開(kāi)始在國(guó)省兩級(jí)逐步推進(jìn)氣象數(shù)據(jù)的規(guī)范化管理和應(yīng)用。氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)“天擎”的前身CIMISS系統(tǒng)，便是聚國(guó)省兩級(jí)氣象IT人員之力，耗時(shí)數(shù)年而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一個(gè)綜合性的、適用于國(guó)省兩級(jí)氣象部門(mén)的氣象數(shù)據(jù)規(guī)范化綜合管理系統(tǒng)。

在這一階段，氣象信息技術(shù)發(fā)生了前所未有的變革，進(jìn)入高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息、多媒體等技術(shù)的應(yīng)用時(shí)代，氣象通信、模式計(jì)算、數(shù)據(jù)管理與服務(wù)、預(yù)警信息發(fā)布等業(yè)務(wù)的支撐技術(shù)手段發(fā)生了很大的變化。

五、高質(zhì)量發(fā)展階段（2011年至今）

Google在2006年全球搜索引擎大會(huì)首次提出“云計(jì)算”（Cloud Computing）的概念。云計(jì)算是信息技術(shù)發(fā)展到一定高度的新的IT運(yùn)作模式，其精髓是利用有效的技術(shù)組合，最大限度地提高基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)和軟件的使用效率，豐富和強(qiáng)化服務(wù)端的各種能力，大幅弱化用戶(hù)端的環(huán)境需求，從而徹底降低信息化工作的準(zhǔn)入門(mén)檻，釋放社會(huì)、行業(yè)、部門(mén)和單位內(nèi)因代價(jià)高昂而被長(zhǎng)期束縛的信息化潛能。

云計(jì)算理念、方法在氣象部門(mén)的適度引入和有效普及應(yīng)用，將極大地簡(jiǎn)化基層氣象單位的業(yè)務(wù)工作環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化組合和專(zhuān)業(yè)化業(yè)務(wù)布局，完成氣象部門(mén)信息系統(tǒng)架構(gòu)的最優(yōu)化調(diào)整和合理配置；降低創(chuàng)造性工作和日常信息化工作的初期成本和過(guò)程成本。

2012年前后，國(guó)家氣象信息中心以及部分省局信息中心開(kāi)始嘗試運(yùn)用虛擬化技術(shù)，搭建本中心的云計(jì)算資源環(huán)境。與此同時(shí)，原本歸屬于各單位的計(jì)算機(jī)物理資源逐漸向云計(jì)算環(huán)境匯聚，云計(jì)算環(huán)境對(duì)計(jì)算機(jī)物理資源高效利用的價(jià)值逐漸顯現(xiàn)，計(jì)算機(jī)物理資源的優(yōu)化整合工作在不知不覺(jué)中悄然展開(kāi)，這也在無(wú)形中逐漸帶動(dòng)了數(shù)據(jù)流程、業(yè)務(wù)流程乃至業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化整合。評(píng)價(jià)一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)劣，已不再單純考察其是否具備業(yè)務(wù)功能和能力，效率、效益和效能等考察視角和指標(biāo)開(kāi)始逐漸進(jìn)入到評(píng)價(jià)體系之中。

與此同時(shí)，“大數(shù)據(jù)”概念在氣象部門(mén)迅速得以重視，使得人們開(kāi)始關(guān)注氣象數(shù)據(jù)資源的充分利用以及數(shù)據(jù)價(jià)值的充分挖掘，而這一切的前提是數(shù)據(jù)資源的充分整合。于是，依托于大型信息化工程建設(shè)項(xiàng)目，以“天擎”為代表的大數(shù)據(jù)云平臺(tái)開(kāi)發(fā)完成并在國(guó)、省兩級(jí)部署，原本散落在各級(jí)氣象部門(mén)各個(gè)單位的氣象數(shù)據(jù)開(kāi)始向國(guó)、省兩級(jí)大數(shù)據(jù)云平臺(tái)聚攏，氣象數(shù)據(jù)資源的整合初見(jiàn)成效。

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的引入和應(yīng)用，推動(dòng)著氣象部門(mén)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)體系走上強(qiáng)身健體、健康發(fā)展的道路。

這段時(shí)期，大型/超大型工程建設(shè)已逐漸淡出人們的關(guān)注視野，功能的多寡、領(lǐng)域的變化不再是能力的唯一評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，“如何做得更好”成為了越來(lái)越多氣象從業(yè)者經(jīng)常思考的問(wèn)題。效率、效益和效能開(kāi)始逐漸為各級(jí)決策者們?cè)u(píng)價(jià)工作成果的衡量標(biāo)尺。氣象部門(mén)的工作重心開(kāi)始逐漸從“做大氣象”轉(zhuǎn)向了“做強(qiáng)氣象”。

六、展望

當(dāng)前，大模型和人工智能（AI）迅速崛起。從全球范圍看，一些國(guó)家的氣象部門(mén)紛紛將人工智能引入天氣預(yù)報(bào)甚至氣候預(yù)測(cè)的領(lǐng)域。一些樂(lè)觀的氣象IT界人士認(rèn)為，如果說(shuō)此前信息技術(shù)在氣象部門(mén)的運(yùn)用多是在器械和工具等輔助層面，對(duì)氣象科學(xué)的發(fā)展沒(méi)有直接影響，那么此次AI在氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域的應(yīng)用，有可能使這一局面得到根本性的改變。也有一些態(tài)度審慎者則認(rèn)為，不宜過(guò)度夸大AI在氣象部門(mén)的能力和作用，因?yàn)榧幢憬?jīng)過(guò)數(shù)年炒作，其在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面并不比其他信息技術(shù)表現(xiàn)得更好。

不管怎樣，對(duì)于氣象部門(mén)而言，只要能夠?qū)︻A(yù)報(bào)準(zhǔn)確率有提升，哪怕提升幅度并不很大，相應(yīng)的工作也是有價(jià)值的。因此中國(guó)氣象局對(duì)引進(jìn)AI持積極態(tài)度，無(wú)疑是富有建設(shè)性的。同時(shí)，如何跨越“AI鴻溝”，讓真實(shí)可信的AI服務(wù)于我國(guó)氣象事業(yè)，是目前氣象IT界有關(guān)人士需要靜下心來(lái)認(rèn)真深入思考的問(wèn)題。

此外，氣象數(shù)據(jù)建設(shè)是值得關(guān)注的話題之一。因?yàn)闊o(wú)論未來(lái)如何變化，離開(kāi)了氣象數(shù)據(jù)的不斷建設(shè)，氣象學(xué)科、氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展都將失去最根本的保障。這里所說(shuō)的“建設(shè)”包括：氣象數(shù)據(jù)的質(zhì)量建設(shè)、完備性建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、應(yīng)用能力建設(shè)等，這是一個(gè)艱巨而又漫長(zhǎng)的過(guò)程。

注：國(guó)家一級(jí)氣象部門(mén)自新中國(guó)成立以來(lái)一共更換了三次名稱(chēng)：1950年—1954年為中央軍委氣象局，1954年—1982年為中央氣象局，1982年—1993年為國(guó)家氣象局，1994年至今為中國(guó)氣象局。