气象数字“分分合合”传递万千信息
1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,我们是数字十兄弟。吃穿住行、股票交易、计量检测、批发零售……各个行业都离不开我们。
在不同的行业,我们代表的意义并不相同。如果我们出现在气象领域,如25.6℃、966.2hPa、3.5m/s,就可以向你传递气温、气压、风速等不同的气象信息。
数字十兄弟可组合派生
很多气象数据
16世纪末,意大利一位名叫伽利略的大咖发明了验温器,开启了人们使用数字表征天气的序幕。从此,我们数字十兄弟在气象领域有了用武之地。之后,各国的科学家们陆续发明了气压表、雨量计、湿度计等。有了这些仪器,我们数字十兄弟忙得不亦乐乎,我们有时组合起来表示气压高低、有时表示雨量大小,有时表示空气的潮湿程度。
清朝乾隆八年(1743年),法国驻北京传教士哥比神父利用拉谋氏酒精温度表记录下1743年7月至1746年3月间大约250组温度数据,这些数据是目前人们追溯到的北京地区最早的气温实测资料。我们数字十兄弟也以多种组合形态出现在哥比神父的记录里。
尽管我们数字十兄弟可以组合派生出很多气象数据,但由于当时的通信条件限制,我们只能无聊地待在原始的记录本里。后来,有人想出妙招,把我们绑在信鸽腿上或是写进信件塞进邮筒,我们才得以从各自的观测站点传送到研究我们的人员手中。
历史上著名的克里米亚战争,让人们见识了我们气象数字十兄弟的能耐。1854年11月的一天,英法联军准备在黑海巴拉克拉瓦港登陆,突然间,黑海上狂风大作,巨浪滔天,联军军舰不堪暴风雨袭击,沉入海底,部队几乎全军覆没。
事后,法军参谋部要求巴黎天文台台长勒弗里埃调查这次风暴的来龙去脉。这位台长把收集到的两百多封回信中的同一时间的气象数据填写到天气图上发现:原来,出事前两天,风暴已经处于西班牙及法国西部,它是自西向东移动过来的。
这些数据汇集到一张图上,居然向勒弗里埃传递出了如此重要的信息。人们开始意识到我们十兄弟的重要性,遂建立起更多的观测站点,组成观测网,且随着电报的发明,我们可以快速地从一个地方传递到另外一个地方,众多的兄弟们聚集到一张图上,可以告知人们很多已经发生的事情,并且可以由此推断出较有把握的预测信息。
采集设备更加数字化、智能化
新中国成立初期,我们气象数字十兄弟主要靠观测员用玻璃温度表、水银气压计等仪器观测再加上目测收集到一起,这些代表着气温、气压、风向风速、雨量、云量等各种含义的气象数据通过报务员灵巧快速的击键,在“滴滴答答”的美妙声音中,从观测站点传到市里、省里,乃至全国。
邮局报房、高频电话、无线电、电传、气象传真等都曾和我们亲密接触,带领我们跨越千山万水。现在如果你去气象档案馆,翻开一本本厚厚的观测簿、发报本或打开一张张光碟,定能在每天的观测记录上看到我们的身影。
上世纪90年代,气象部门开启“9210”工程(气象卫星综合应用业务系统),我们在互联网浪潮中频繁亮相。卫星通信网、地面广域等建设起来了,我们不仅可以见到更多本家兄弟——地面观测仪器收集到的气象数据,还能见到许多远房亲戚——气象卫星、天气雷达等收集到的气象数据。不仅有来自陆地上的朋友,还有来自海洋、高空的伙伴。依靠移动互联网,我们不仅能够很快地相聚在一起,还能根据人们的需求快捷、安全地奔赴不同的地方,便于各行各业的人们用我们做研究分析、决策判断。
进入21世纪,以前用来采集我们的仪器,如水银温度表、毛发湿度计等都变成了老掉牙的古董,被送进了气象科普馆或博物馆。现在采集我们的设备大多换成了数字化、智能化的传感器,地面气象观测也已全面进入自动化观测时代。另外,气象卫星监测网、天气雷达观测网的建立使得我们数字家族分分钟就能增加许多“子子孙孙”。
数据变成对人们有用的信息
仅仅收集气象数据,还远远不能满足人们的需求。要把这些如潮水般的数据变成对人们有用的信息,可得有一套严格的规矩。
人们先按一定的规则把我们这些数据打包成一个个文件,送入路由器。路由器可是一个神奇的家伙,它就像一个智慧的导航器,会根据人们设置的指令把我们传送到指定的地址。之后,我们要经过安全检查才能进入核心业务服务器集群,核心业务服务器集群可是个厉害的主儿,它就像人的大脑一样,拥有各种复杂、庞大、精细的气象业务系统,负责将我们收集、加工、处理、分发、存储甚至共享等。
当我们从观测设备经过县、市、省各级路由器进入核心业务服务器集群后,就会被专业的处理软件解码、提取出来。这期间如果有缺胳膊少腿的残次数据都会被质量控制系统阻挡下来,只有检验过关的数据才会被送入服务数据库。服务数据库全部都安排在专用的服务器上,这样有利于科研人员从容有度地调取数据,得心应手地做研究。
随着5G时代的到来,人工智能化设备层出不穷,高性能计算机的运算能力日益增强,如今,我们这个大家族已经可以称之为气象数据云了。在这个“云”里,我们家族的种类繁多、分布广泛,时间空间密度更加精细。我们正在一批国家级“天”字号观测数据监控系统和平台中正大显身手。综合气象观测产品系统“天衍”让我们快速精细地记录下冰雹、雷暴、大风、强降水等天气过程。综合气象观测数据质量控制系统“天衡”则可以从数据监测、质量控制、诊断勘误和数据评估等环节同步监控我们在不同设备的质量状况。气象综合业务实时监控系统“天镜”则如同一面镜子,可以全流程监测400余种气象资料的传输情况、30余个业务系统的运行状态以及网络安全态势等。
瞧瞧,我们气象数字兄弟可是遍地开花,哪里都有我们的身影。我们在气象大数据云平台“天擎”的管理下,致力于“云+端”的新型气象业务与服务模式,让科研人员更关注算法研发,更高效地整合数据与算法资源,打造出陆海空天一体化的精密气象监测系统和智能数字预报业务体系。精准推送的智慧气象服务内容会让人们感受到我们气象数字兄弟无处不在!
