大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)的應(yīng)用

時(shí)間:2022-08-06 08:47:48

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大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)的應(yīng)用

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)全面融入人們生活,促進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)各類(lèi)數(shù)據(jù)呈爆炸性增長(zhǎng),已經(jīng)積累到了一個(gè)開(kāi)始引發(fā)變革的時(shí)代,加之云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起,迎來(lái)了大數(shù)據(jù)的時(shí)代。大數(shù)據(jù)時(shí)代,各行各業(yè)的信息化無(wú)疑都發(fā)生著變革,氣象領(lǐng)域也在其中。氣象與人們的生活息息相關(guān),氣象業(yè)務(wù)從最初的天氣預(yù)報(bào)發(fā)展到現(xiàn)在的氣候預(yù)測(cè)、氣候可行性論證、公共氣象服務(wù)、專(zhuān)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)氣象服務(wù)、氣象防災(zāi)減災(zāi)等,大數(shù)據(jù)技術(shù)已成為氣象服務(wù)不斷創(chuàng)新和完善的重要支撐。

1大數(shù)據(jù)概述

雖然“大數(shù)據(jù)”這一理念是最近幾年才真正在國(guó)內(nèi)備受關(guān)注,但實(shí)際上早在20世紀(jì)80年代,偉大的未來(lái)學(xué)家、社會(huì)思想家阿爾文•托夫勒(AlvinToffler)就在其所著的《第三次浪潮》(TheThirdWave)中提出了“大數(shù)據(jù)”這一理念?!蹲匀弧罚∟ature)雜志在2008年9月開(kāi)辟了名為“大數(shù)據(jù)”的封面專(zhuān)欄,而真正讓“大數(shù)據(jù)”成為互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代科技界熱詞的是全球著名管理咨詢(xún)公司麥肯錫的肯錫全球研究院(MGI)在2011年5月份的一篇名為《大數(shù)據(jù):下一個(gè)創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)和生產(chǎn)力的前沿》(Thenextfrontierforinnovation,competitionandproductivity)的研究報(bào)告,該份報(bào)告的,極大地推動(dòng)了“大數(shù)據(jù)”的發(fā)展。關(guān)于“大數(shù)據(jù)”也就是英文的“BigData”這一術(shù)語(yǔ)的概念目前并沒(méi)有學(xué)界或者實(shí)務(wù)界一致公認(rèn)的十分確切的界定。不過(guò)現(xiàn)在普遍認(rèn)為,“大數(shù)據(jù)”狹義上可以定義為難以用現(xiàn)有的一般技術(shù)管理的大量數(shù)據(jù)的集合。廣義上可以將“大數(shù)據(jù)”定義為包括因具備“4V”特征而難以進(jìn)行管理的數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析的技術(shù),以及能夠通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)獲得實(shí)用意義和觀點(diǎn)的人才和組織的綜合性概念?!?V”即Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、veracity(真實(shí)性)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù),包括大規(guī)模并行處理(MPP)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘電網(wǎng)、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、云計(jì)算平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)是大事務(wù)數(shù)據(jù)(事務(wù)數(shù)據(jù)量的大規(guī)模增長(zhǎng))、大集成數(shù)據(jù)(交互數(shù)據(jù),例如社交媒體、傳感器技術(shù)、詳細(xì)呼叫記錄和其它來(lái)源的激增)、大數(shù)據(jù)處理(借助Hadoop進(jìn)行新的高度可擴(kuò)展的處理)3種技術(shù)趨勢(shì)匯聚的結(jié)果。

2氣象大數(shù)據(jù)

2.1氣象大數(shù)據(jù)的概況及特征

氣象大數(shù)據(jù)是現(xiàn)有各種氣象數(shù)據(jù)加上其他行業(yè)數(shù)據(jù)分析得出行業(yè)事件變化規(guī)律和對(duì)未來(lái)的一些預(yù)測(cè),即要將多種跨行業(yè)跨領(lǐng)域的異構(gòu)數(shù)據(jù)融合,并應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析方法確立一定的規(guī)則,對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。氣象大數(shù)據(jù)由與氣象部門(mén)各項(xiàng)工作相關(guān)、且產(chǎn)生自氣象部門(mén)內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)組成,包括由氣象部門(mén)建設(shè)的、具有國(guó)內(nèi)最高專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的氣象探測(cè)體系所產(chǎn)生的氣象專(zhuān)業(yè)探測(cè)數(shù)據(jù),其他部門(mén)自行采集、通過(guò)數(shù)據(jù)共享/交換等方式匯聚到氣象部門(mén)、且經(jīng)過(guò)氣象部門(mén)嚴(yán)格質(zhì)量控制的氣象要素探測(cè)數(shù)據(jù),由氣象業(yè)務(wù)部門(mén)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的各類(lèi)氣象服務(wù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、派生數(shù)據(jù)及中間產(chǎn)品數(shù)據(jù),職能部門(mén)各管理系統(tǒng)如項(xiàng)目管理系統(tǒng)等所產(chǎn)生和管理的數(shù)據(jù),各業(yè)務(wù)和管理系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和日志數(shù)據(jù)等。目前,我國(guó)每年新增的氣象數(shù)據(jù)達(dá)到PB量級(jí)(1PB=1024×1024GB),較20世紀(jì)90年代增長(zhǎng)了數(shù)千倍,并仍在快速增長(zhǎng)中。每天有2000多個(gè)地面站、120多個(gè)高空探測(cè)站、440多個(gè)雷達(dá)站、6顆在軌衛(wèi)星、50000多個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、600多個(gè)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)站、300多個(gè)雷達(dá)站、90多個(gè)酸雨監(jiān)測(cè)站逐天、逐小時(shí)甚至逐分鐘掃描著我國(guó)各種各樣的天氣數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)量大,且包括不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型。氣象數(shù)據(jù)具備“大數(shù)據(jù)”的共性,即數(shù)據(jù)體量巨大(Volume)、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度快(Veloci-ty)、數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣(Variety)、數(shù)據(jù)價(jià)值高(Veracity)。

2.2氣象大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用

2.2.1防災(zāi)減災(zāi)。防災(zāi)減災(zāi)是氣象部門(mén)最重要的職責(zé)之一,氣象大數(shù)據(jù)在防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)中大有可為。在大數(shù)據(jù)觀點(diǎn)中,預(yù)測(cè)是核心,而“防災(zāi)”是應(yīng)對(duì)災(zāi)害的重中之重,所以氣象預(yù)警信息顯得格外重要。氣象預(yù)警的確定,需要非常復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)分析,再綜合地形、地貌等數(shù)據(jù),以及預(yù)報(bào)員自身的經(jīng)驗(yàn)分析。然而,防災(zāi)減災(zāi)不僅需要完善預(yù)警系統(tǒng)和提高預(yù)警準(zhǔn)確率,還要考慮受眾群體,做老百姓看得懂的預(yù)警,直接指導(dǎo)他們防災(zāi)避災(zāi),氣象大數(shù)據(jù)在這方面將發(fā)揮很大作用。例如,通過(guò)對(duì)某地的歷史受災(zāi)害情況和歷年氣候數(shù)據(jù),以及該地的地理信息、森林覆蓋情況、居住人口數(shù)據(jù)等的分析,可以提前獲悉在什么天氣條件下該地會(huì)出現(xiàn)洪澇災(zāi)害,雨量多大才會(huì)成災(zāi),可能造成的受災(zāi)人數(shù),以及受災(zāi)人群要如何撤離等,進(jìn)而知道農(nóng)作物種植、房屋建造、建造設(shè)施規(guī)劃選址等,從源頭上防災(zāi)減災(zāi)。2.2.2指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。大數(shù)據(jù)時(shí)代,天氣預(yù)報(bào)不僅影響人們的出行,對(duì)人們生活的各個(gè)方面都有影響。氣象大數(shù)據(jù)與社會(huì)科學(xué)眾多領(lǐng)域或商業(yè)行為結(jié)合,展示出全新的價(jià)值,并大大改變?nèi)藗兊纳罘绞?;氣象大?shù)據(jù)對(duì)農(nóng)業(yè)的影響也很大,通過(guò)應(yīng)用氣象數(shù)據(jù),能夠指導(dǎo)農(nóng)戶(hù)合理安排各項(xiàng)生產(chǎn),盡量降低由于氣象隱身所造成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失,甚至針對(duì)某些個(gè)例情況,可以給出相應(yīng)的氣象指導(dǎo)策略。以某地西瓜種植為例,由于開(kāi)春后出現(xiàn)倒春寒天氣,大量西瓜苗受凍,嚴(yán)重影響產(chǎn)量;而在西瓜上市期,又因連續(xù)降雨,嚴(yán)重影響西瓜銷(xiāo)量,西瓜均價(jià)也一直處于下行。對(duì)此,可以通過(guò)氣象數(shù)據(jù)分析,在西瓜生產(chǎn)期間將天氣預(yù)警信息準(zhǔn)確有效地推送給農(nóng)戶(hù),高效地指導(dǎo)他們安排生產(chǎn),盡量減少不利天氣對(duì)西瓜種植的影響,同時(shí)天氣預(yù)警還能指導(dǎo)農(nóng)戶(hù)提前安排銷(xiāo)售計(jì)劃,減少天氣原因?qū)ξ鞴仙鲜袝r(shí)的影響,從而促進(jìn)農(nóng)民增收。

3結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今,大數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)方面,滲透到各個(gè)領(lǐng)域中,在氣象領(lǐng)域,大數(shù)據(jù)技術(shù)的采用與應(yīng)用是今后的發(fā)展趨勢(shì),亦是今后提高氣象服務(wù)質(zhì)量的重要支撐。

參考文獻(xiàn)

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[2]亓東霞,王馨,朱大銘,等.大數(shù)據(jù)在氣象行業(yè)中的應(yīng)用探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017(10):233-234.

[3]崔巍.大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用與分析[J].低碳世界,2016(26):121-122.

作者:唐作佳 鄧樹(shù)榮 唐小琴 范方福 單位:廣西恭城縣氣象局