信息技术在气象部门的应用回顾与展望
2024-09-03 20:19:50
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  现在已经很难找到一个将自己完全隔绝于信息技术之外,不采用任何信息技术、原理和设备的单位、部门或学科了,信息技术已经渗透到了全社会的各个角落。

  气象工作的特点在于,几乎从萌芽阶段开始,气象工作便与信息技术相伴相生,信息技术自身的卓越发展以及在气象领域内的有效应用,是气象学科和业务发展的最重要的条件之一。

  气象工作者们最初真正了解大气的整体情况和运动状态,是从能够将散布在各地的气象观测资料及时汇总到预报员手中的那一刻开始的。而以有线电报和无线电报为通信形态,以摩尔斯电码为信息形态的通信技术,是最初实现气象观测站点高度分散,数据使用高度集中的执行者和实现者。

  高空大气的结构和运动状态,是在二十世纪二十年代苏联物理学家发明了无线电探空技术之后,方才被气象工作者们所了解、理解和感悟的。由此产生的一系列大气运动理论和各种学派,使得气象工作开始以一个科学学科的形态矗立于世界科学界。在这里无线电通信技术的应用功不可没。

  占地球表面积70%左右的浩瀚的大海,是影响地球大气运动的最重要的因素之一,是气象部门不可或缺的最重要的观测领域,也曾经是气象观测难以涉足、却又不得不努力尝试的领域,是无线电通信使得船舶实时观测得以全面推广,而卫星通信技术的应用又使得散布于各大洋各个海区的海洋浮标观测得以可行,从此科学家们对海洋的运动、成份和状态不再陌生。

  雷达,这一最初研制目的纯粹是为了战争的产生于二战的遥测信息技术,在应用于气象领域后,衍生出测风雷达、测雨雷达以及各种型号的天气雷达,成为了气象探测领域一个专门的技术门类,也为中小尺度天气(特别是灾害性天气)观测、预报、预警以及该领域的机理研究提供了最为有效的手段和信息。

  气象卫星的研制成功和有效应用,使得人们可以从陆地到海洋、从植被到雪盖、整体到局部地观察地球表面的一切与气象有关的物理状态、化学状态和生物状态。气象卫星与地面常规观测、雷达遥测、飞机观测等各种手段的有效结合,使得人们得以对地球五大圈层中除岩石圈外的其他四大圈层从整体到局部、从宏观到微观进行全面地观测,从而更好、更全面地掌握大气的运动状态和成份结构,为现代气象业务和气象科学的发展提供了更加全面、更加丰富的信息和数据。

  作为当今信息时代最重要的标志——电子计算机,其最初也是为战争设计和生产的。二十世纪五十年代初,在美国科学家冯·纽曼的倡导下,人们开始了使用电子计算机数值求解大气运动方程组的尝试,从而开辟出了数值天气预报这一气象领域崭新的专业科目。经过数十年的发展,数值预报已经成长为气象领域的一棵参天大树,成为天气预报、气候预测的最主要的业务方法和手段。

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  新中国成立之初,国力孱弱,然而民心思治,众志成城,建设热潮汹涌澎湃。气象工作身处大潮之中,短短数年间,新增观测站点数量较之建国前增加数十倍。由于当时国外强敌环伺,国内基础薄弱,如何将这数千个观测站点的观测数据及时完整地汇聚到国、省两级气象台,以供预报员使用,是当时气象部门遇到的最为棘手的问题之一。因此,建国以来很长的一段时间里,通信技术的普及和有效应用,是当时信息技术应用于气象部门的最重要的内容之一。

  上世纪五、六十年代,国内气象观测资料的收集(上传)采用四级流程,即:台站—省局—区域中心—国家中心,所使用的通信技术主要有:电话、有线电报、无线电报、电传等技术和设备。国内下发资料所用通信技术主要为有线电传、电传广播和气象摩尔斯电码广播。国外气象资料的收集主要依赖有线电传电路,以及接收和收听国外移频气象广播等。

  进入上世纪七十年代,国运步履艰难。国内气象观测资料的上传仍沿用四级流程,台站发报基本上采用以专线、话传为主,甚高频、单边带、摩尔斯通信传输为辅的传输手段。此外在七十年代中期,传真技术开始应用于国内气象部门的天气图及气象背景资料的下发和共享。国外气象资料收集除增加了北京—东京、北京—奥芬巴赫的有线电传电路外,开始接收国外东京、关岛、檀香山等地方的传真广播;而这其中的传真设备,最初是由气象通信部门与国内有关通信专业工厂共同研制成功的。

  上世纪八十年代初,北京气象通信枢纽工程(BQS系统)正式投入业务使用。该工程在国内首次将计算机处理技术引入通信领域,实现了气象通信在国家级层面的计算机自动化处理。这是一次飞跃性的进步,标志着气象业务开始从人工作业向着自动化、信息化和智能化方向的嬗变。适逢改革开放东风劲吹,以BQS系统为起点,各区域中心及部分省局也逐步开发出了微机转报系统,以微型计算机替代部分人工作业,为省一级实现通信传输自动化打下坚实的基础。

  肇始并建成于上世纪九十年代的“气象卫星综合应用业务系统建设项目”(9210工程),首次将卫星通信引入到气象通信领域,巧妙地将卫星通信、地面公网和计算机局域网连成一个整体,建成了由1个国家级主站、6个区域级、25个省级、300多个地市级双向数据、话音站、2300多个县级单向数据接收站组成的覆盖全国的大型气象通信网络系统。该系统由卫星广域数据网、话音网、数据广播网、计算机局域网、CHINAPAC地面迂回备份网等构成,首次建成了真正意义上的覆盖全气象部门的气象专网,为气象部门整体在业务、行政等方面的信息化联动奠定了可靠的物质基础。

  进入本世纪初,光纤通信技术飞速发展,基于光纤通信技术的国家地面通信公网迅速向全国覆盖。在此技术背景下,气象部门启动了以地面光纤通信为主干道的全国气象通信宽带网建设,并在此基础上,整合原有的通信资源,采用MSTP和MPSL-VPN技术,最终形成了基于地面光纤通信的国内地面通信宽带网(CMANet)、以及基于通信卫星和风云气象卫星搭载卫星通信资源的卫星通信广播系统(CMACast)。

  至此,气象通信领域困扰了几十年的通信能力问题,终于基本解决。

  雷达、气象卫星等涉及到气象探测方面的信息技术应用,是一个专业性话题,当由专属的业务单位予以专业性的叙述,限于篇幅,在此从略。

  在气象部门应用得最为广泛深入的、影响最为深远的信息技术,无疑是计算机及相关的理念和产品。

  上世纪五、六十年代,气象部门用于分析处理数据的工具,大致局限在算盘、计算尺和手摇计算器范围。身为当时中央气象局三大业务单位的气象资料室曾于上世纪五十年代末从苏联引进了一台“穿孔卡计算机”,可进行一些简单的加减法运算,主要用于气候数据的统计分析以及气象资料出版物的排版和印刷胶片的制作。即便如此,至上世纪六十年代末,这台穿孔卡计算机依然是中央气象局大院乃至整个气象部门内唯一的一台电子计算机。该机于1970年年中在四川江油“315基地”退役。

  中国气象科学研究院的前身中央气象局气象研究所早在上世纪五十年代后期便已开始了数值气象预报的研究工作,由于没有计算资源,研究所不得不委派专人每天按时将穿在纸带上的模式程序和数据骑车送至中科院计算所,借助那里的计算资源(DJS-109-乙,晶体管计算机,峰值速度:6万次指令/秒,被称为当年中科院的“功勋计算机”)来进行相关的探索和研究。

  1969年下半年,气象研究所引进了国产DJS-108-乙型晶体管计算机(定点运算速度7万次/秒、浮点运算速度3万次/秒、浮点字长48位、内存32K,配有ALGOL语言,后期配有64K磁鼓),专用于气象研究所的数值预报模式研究工作。这是我国气象部门拥有的第一台通用型电子计算机。该机的引进,在一定程度上改善了气象研究所数值模式研究团队缺乏基本计算资源的窘境。

  1970年第四季度,为完成国家下达的专项任务,已“战略搬迁”至四川江油的气象资料室引进了国产DJS-111型晶体管计算机,以用于气候资料的统计分析。该机运算速度2万次/秒,内存32K,最初只提供加减法运算,后经资料室相关技术人员的设计改造,利用应用软件补齐了乘法和除法的运算能力。这是气象部门首次借助于电子计算机——而且是国产电子计算机——完成气候资料的统计分析工作。

  上世纪七十年代中期,为进一步加强气候资料统计分析的能力,气象资料室再度引进了国产DJS-8系列320型计算机。此后,在北京气象通信枢纽工程项目(BQS系统)中,又引进了专用于大规模科学计算的国产DJS-11型计算机(“150机”)。150机诞生于动荡年代的惊涛骇浪之中,设计峰值速度100万次/秒,64K内存,晶体管+小规模集成电路。该机的设计极具时代特色:所有机器指令及程序语言全部为由英文字母组成的汉语拼音。

  至此,在BQS系统正式运行前,中央气象局共拥有四台电子计算机,分别是:归属于气象资料室的DJS-111机、DJS-8系列320机,归属于气象研究所的DJS-108机,以及归属于中央气象台(BQS项目)的DJS-11机(150机)。这些国产计算机的引进,在当时起到了相当显著的积极作用,但由于这些计算机配置简单,既无操作系统,更无标准的输出存储设备(如磁带、磁盘等),甚至连键盘和终端显示器都没有,计算机操作员通过控制面板上的几排不停闪烁着亮光的开关来操纵计算机的各种运行,而使用者只能以纸带或卡片的形式将编写的处理程序(包括数据)通过光电机输入,运算完毕后再通过宽行打印机将计算结果打印在可连续数十页甚至上百页的打印纸上,供使用者分析。此外,这些计算机的数据存储方式简单而不安全(纸带、卡片),通用计算机语言亦尚不丰富(仅有如:Fortran、Algol等),甚至连英文字母的计算机16进制码都尚未统一(有EBCDIC码和ASCII码之分)。除数值模式外,气象部门对计算机的应用多是以“程序”形式予以完成的,这些程序大部分规模较小(≤1,000行),通过纸带或卡片保存于个人手中。

  北京气象通信枢纽工程项目(BQS系统)依托于引进的三台大型计算机(日立M-160二台,M-170一台),首次实现了国家级气象通信的计算机自动化处理,国家级气象通信业务的所有工作:收报、识别、解译、编辑、纠错、转报、归档以及天气图的填图绘制等,全部由计算机软件予以自动实现,而这些软件全部由我国气象部门的技术人员在日本专家的指导下设计、编制完成。

  BQS系统的业务应用软件近十万行,是我国气象部门首个成规模的气象软件,也是我国气象部门首次接触到软件工程这一概念和方法,为我国气象部门日后的信息化建设培养了一批理念先进、技术扎实的技术骨干。

  由于当时国内高性能计算资源奇缺,BQS系统引进的大型计算机(M-170)是当时世界上先进的计算机,在国内实属翘楚,且这台计算机的内存、存储、输入输出设备以及通用计算机语言等配置完整;其中的M-170机在保障天气预报模式研究的同时,特意腾出一个业务分区,为全国以及气象部门科研人员提供高性能运算环境,一时成为业界的关注焦点。我国第一代天气预报准业务模式(A模式)就是在这台大型机上发育成长的。

  作为世界银行第一期农业贷款的受贷单位之一,国家气象中心于1984年购买了日本富士通的M-360大型计算机以及相应的配套设备,用于气象资料的分析处理,并在其上进行了我国第二代天气预报准业务模式(B模式)的研制和试运行,我国数值天气预报业务从此破壳而出。在此前后,中国气象科学研究院利用世界银行第二期农业贷款,于1986年从法国引进了大型计算机DPS-7,并在其上完成了中尺度模式MM4的引进和试运行。与此同时,一些国际通用的气象绘图软件(如NCAR绘图软件等)也陆续在这些大型机上移植成功,提供使用。

  上世纪八十年代前期和中期,高档计算器PC-1500在一些省辖气象观测站的普及使用,为台站观测数据的处理和编报提供了便捷的手段。PC-1500内置有BASIC解释语言,并配有精巧的液晶显示器、键盘和窄行针式打印机,一些省局技术人员在其上编制了基于BASIC语言的气象观测站数据处理程序,实现了地面和高空常规观测数据气象要素的提取、换算以及气象观测报文编码等项工作的半自动化处理;这是信息技术在基层台站日常业务工作自动化处理的非常有意义的应用尝试。国家气象局主管职能部门为此曾召开专题研讨会,在对其进行相应完善后予以全国范围内的推广。由于PC-1500上配有RS232串口,可连接盒式录音机,为这套软件的复制和推广提供了便捷的条件。

  与此同期,气象科学研究院通过从中科院获得的五台不同型号的Cromemco微型计算机,尝试用BASIC语言编制高空气象探测信号的全自动化处理软件,并取得一定经验。

  1988年9月7日,我国第一个自行研制的气象卫星“风云一号”A星发射成功。该卫星的地面接收系统的所有应用软件全部由国家气象卫星中心的技术人员自行设计并编制完成。这是继BQS系统之后我国气象部门又一个完全由部门内部组织设计并开发完成的大型计算机软件系统。

  上世纪八十年代后期,以CONVEX-120为代表的“小巨型机”、以DEC-VAX系列为代表的“小型机”以及以IBM-PC为代表的具有工业规范意义的微型计算机逐步进入气象部门,UNIX和DOS作为通用操作系统开始在气象部门普及;其在业务和行政领域的应用意义也早已超出了“自动化”的范畴。上至中大规模数值预报模式的研究和试运行,下至省/地/县局常规气象数据的分析处理,各种计算机应用在气象部门全方位展开,相应的各种基于通用操作系统的气象应用软件也开始萌芽破土。由于“小巨型机”和“小型机”均可配有6250bpi磁带驱动器以及各种当时流行的I/O设备(如3.5吋软盘驱动器),而IBM-PC标配有3.5吋软盘驱动器,这为各类气象软件和数据的复制、流转和磁介质保存提供了前所未有的条件。

  上世纪九十年代初,微型计算机开始在气象部门进一步普及,从一个处室拥有一、二台微机,到一个科、组拥有一、二台微机,最后到每个技术人员拥有一台微机,短短数年内微机在气象部门的拥有程度迅速大众化;气象部门日常工作的“信息化”程度迅速提升。与此同时,微软Windows图形界面操作系统以及鼠标随着微机进入到气象部门的计算机房乃至办公室,气象数据的分析和展示开始向着可视化方向发展。

  同样在九十年代初,以“粗缆”和“细缆”为主要形式的办公室网络、以及以同轴电缆为主要形式的通用高带宽局域网络开始传入气象部门,微机之间、科室之间的实时数据通信开始出现。随后不久,TCP/IP网络协议,以太网、令牌环、FDDI、ATM等网络形式和概念随着“9210工程”、国家气候中心筹建、风云系列卫星地面测控系统建设等一系列大型项目和工程建设而进入气象部门,局域网络环境迅速形成。技术和科研人员告别了延续十余年的在计算机房集中使用计算资源的“上机”时代,开始在自己的办公桌上完成所有的业务和科研工作。

  1992年10月由国务院批复,代号为“9210工程”的“气象卫星综合应用业务系统建设项目”,是气象部门继BQS系统之后又一个大型信息系统建设工程;它标志着气象部门信息化网络时代的开始。此外值得一提的是,“9210”通信系统软件以及配发的数据管理和应用软件全部由气象部门独立设计,采用部门内部大协作方式,集体开发完成。

  “9210工程”在成功建立起全气象系统的卫星—地面通信网络的同时,还计划建立国省地县四级气象数据库系统,为此引进了当时业界较为著名的Sybase数据库系统,并随工程建设的各种设备一道布设到各级部门。这是气象部门首次接触到业界主流的以商用数据库为代表的数据规范化管理、应用的概念、技术及系统。

  “9210工程”的另一项成果,是着手开发了第一版用于天气预报员分析天气情况并制作天气预报产品的实时交互式图形/图像桌面系统“气象信息综合分析处理系统”(即:MICAPS系统),填补了我国气象部门在这一业务领域的空白。第一版MICAPS系统与“9210”通信系统一样,完全由气象部门自己设计、自行开发完成。限于当时的设备条件,第一版的MICAPS分别由工作站版和微机版两个小组分头开发。后随着市场上微机性能和功能的快速提升,工作站版MICAPS逐渐淡出;自第二版起,MICAPS全部采用基于Windows的微机版。

  自出生伊始,有关部门就注意营造MICAPS的生态环境。随着时间的流逝,MICAPS至今已走过二十几个春秋,版本更新到第四代,开发模式也由最初的自行设计、自己开发转变成现在的软件外包。

  MICAPS是目前我国气象部门最为知名的行业软件之一。

  上世纪九十年代,气象部门先后从美国引进了巨型向量机CRAY/C92、巨型阵列机IBM-SP和IBM-SP2、大型机Cyber-991/992等大规模和超大规模计算机设备,并同期引进了国产巨型机“银河-I”、“银河-II”及“曙光-100”等国产计算设备,为我国数值天气预报模式的业务运行构建了较为完备的算力环境。短短几年时间,T42、T63、T106等全球谱模式以及MM5等区域天气模式纷纷业务化或准业务运行,天气预报开始向着以数值预报为主要手段的方向发展。

  与此同时,新组建不久的国家气候中心也在积极从事气候模式的研制、引进、调试和业务化工作,其主要模式有:CCM2、MOMs3及动力延伸预报等,这些工作大部分是在以服务器IBM-59H为主的相对简陋的计算环境下完成的。

  自1988年9月7日第一颗国产气象卫星“风云-I号”A星始,至上世纪九十年代末,所有发射的风云系列国产气象卫星的地面接收处理系统的软件部分,都是由国家气象卫星中心的技术人员设计、研发、调试并运行的。

  也是在上世纪九十年代,以ArcGIS和MAPinfo为代表的地理信息系统进入中国大陆并迅速为气象部门所接受,气象服务部门和一些专业气象(如农业气象、城市气象等)部门积极应用这些新概念、新技术和新平台拓展自己的工作领域,丰富自己的工作内容,并取得良好成效。与此同时,伴随着工作站这一昙花一现的专用于可视化展示和图形图像产品制作的专用计算机的出现,一批绘图软件也随之进入用户视野,其中以SGI公司的GL库最为著名。而在气象绘图方面,NCAR、Vis5D、GrADS等通用气象绘图软件以源代码或可执行程序形式出现在互联网上,为气象工作者所热烈拥趸。其中GrADS以其适用计算机种类广泛、操作简单、便于个性化补充完善等特点,受到气象从业者(尤其是科研人员)的追捧。

  同样是上世纪九十年代中期,互联网首先以email形式在气象部门得到应用,相比较纸质信函邮递,电子邮件大大提高了气象工作者之间的远距离通信时效——尤其是越洋跨国通信时效。很快地,气象部门便出现了利用email成功进行越洋数据传输的事例。紧接着,浏览器开始出现并为气象从业者所青睐,通过浏览器搜寻国外各大著名气象单位网站上的各种信息,下载渴望已久的数据资料和软件,成为不少气象工作者上班期间的一项日常工作内容,GrADS绘图软件的迅速普及应用,就是这项工作内容的成果之一。由于互联网上丰富的气象数据资源,许多原本因缺乏相关数据而无法开展的业务工作因此而得以开展,一些单位甚至将国外网站上所发布的专业气象数据作为本单位业务的数据来源,并为此建立了相应的业务系统,编制相应的下载软件,以便定时下载获取;其中的一些业务甚至延续二十余年,直至前不久。

  九十年代中后期,国家气象中心依托DEC公司的小型机VAX6320开发出了我国第一套气象实时资料数据库,并正式投入运行,为国家级气象业务单位提供由国际和国内通信系统所获得的实时气象资料服务。该数据库的投入运行,在气象部门内部首次实现了实时气象资料数据的计算机专业化管理和共享,并为日后一系列气象数据库的建设进行了有益的探索和实践。

  也是在九十年代后期,国家气象中心以引进的IBM Lotus/Notes为依托,首次在全气象系统建立起办公自动化平台。该平台最初以邮件、文字对话、日程安排、会议管理等为主要功能。该平台以业务单位为节点,覆盖各级气象部门,基本达到了受众范围横向到边、纵向到底的效果,从而使得气象部门的办公效率大幅提升。

  同样是在上世纪九十年代后期,由于“9210”工程、局域网以及计算机的普及,许多因计算资源和通信资源问题而被迟滞的业务工作因之而得以陆续展开,气象各级部门纷纷自己着手建设或完善领域内的各项业务工作,业务系统建设数量和规模明显上升。由于气象业务的特点,几乎所有气象业务系统的建设最终都毫无例外地归结到了相关的气象信息系统建设、归结到计算机应用软件的研发。而由于各单位相应技术力量和水平参差不齐,业务系统建设的质量亦出现较明显的差异。有鉴于此,有关职能部门在总结BQS系统和9210系统建设经验,并参照当时国家颁布的相关标准规范的基础上,编制并发布了《气象信息工程建设规范》和《气象软件工程规范》,这是气象部门业务系统建设和管理规范化的重要标志,也是气象部门信息化工作开始走向成熟的标志。

  由于上世纪九十年代一系列大规模信息基础设施的建设,气象系统各业务部门终于摆脱了因计算、通信、存储等IT基础资源长期短缺所造成的窘境,业务创新与发展热情空前高涨,业务系统建设遍地开花。一批涉及短时临近预报、干旱预测、台风、农业气象等重要业务领域的业务系统,依托国内通信系统、Internet系统、数据库系统、绘图系统、地理信息系统等基础性平台而逐一建立或重建起来。各级气象部门的业务能力因此得以持续快速提升。

  上世纪九十年代,由于国产气象卫星研制和发射计划的有序进行,各待发射国产气象卫星的地面接收处理系统需要一一设计和建设,国家卫星气象中心为此成立了 “星地通公司”,专职于国产气象卫星地面接收系统设计和研制。为进一步规范软件研发过程,该公司特意引进了专门人才,以推进软件工程理念、方法的贯彻和实施。在此前后,为完成9210工程项目建设,以国家气象中心相关业务单位和技术人员为主体,成立了华云信息科技有限公司(简称“华信公司”),专司承接国家气象中心中大型气象软件的研发机大型信息系统工程建设任务。

  此后的不久,在二十一世纪初,中国气象局抽调全国各省数值预报业务和科研骨干,成立了“数值预报创新基地”,开始研制国产数值预报模式GRAPS。以此为需求背景,中国气象局于2004年9月引进了IBM Cluster 1600高性能计算机系统,计有3200个CPU ,整体峰值计算能力高达21.5TFlops。2009年9月引进了国产高性能计算机神威4000A系统,峰值运算能力为15.75万亿次/秒。2012年11月引进了IBM Flex System P460高性能计算机系统,计共有60032颗CPU,理论峰值运算速度为1759万亿次/秒。2018年引进了国产高性能计算机“曙光-π”,理论峰值计算速度为8PFlops。2023年引进了国产高性能计算机“曙光-新气象超算”,理论总体峰值速度达到52Pflops。这些高性能计算资源的引进和有效应用,极大促进了我国数值天气预报和气候预测学科和业务的发展。尤其是“曙光-π”和“曙光-新气象超算”的引进和高效运行,标志着我国气象部门超算能力主要依靠引进国外高性能计算机的时代一去不复返了。

  二十一世纪头十年,是气象软件高速发展的十年,除风云系列国产气象卫星地面接收系统及相应的远程数据传输系统外,国家级气象资料存储管理系统、新一代国内通信系统、卫星视频会商系统等一批基础性工程陆续展开并完成。其中:国家级气象资料存储管理系统(MDSS)首次在国家级层面上实现了除卫星资料外所有实时和历史气象资料的统一规范化管理、服务。该系统首次应用商用关系型数据库(ORACLE)实现了结构化气象资料的规范化管理,实现了结构化、非结构化气象数据的一体化管理,实现了热、温、冷气象数据的动态迁移和回迁,实现了气象数据的规范化对外服务。

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  2006年,在国际IT界,分布式存储、分布式处理和分布式数据库以及计算机虚拟化等技术逐渐成熟。2006年8月9日,Google首席执行官Eric Schmidt在2006年全球搜索引擎大会(SES San Jose 2006)首次提出“云计算”(Cloud Computing)的概念。2007年10月起,Google、IBM、Amazon、Yahoo、HP、Intel、AMD、Dell、Microsoft、Cisco等公司分别与包括美国、新加坡、德国、中国台湾及中国大陆在内的百余所大学签订了推广云计算计划,试图将云计算模式快速推广到校园。2008年2月1日,IBM公司宣布将在中国无锡太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立全球第一个云计算中心。2010年10月,国家发改委联合工信部下发《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》,在北京、上海、深圳、杭州、无锡等五个城市先行开展云计算创新发展试点示范工作。云计算这一新颖的概念正式开始在中国落地生长。

  云计算是信息技术发展到一定高度的新的IT运作模式,其精髓是利用有效的技术组合,最大限度地提高基础设施、平台和软件的使用效率,丰富和强化服务端的各种能力,大幅弱化用户端的环境需求,从而彻底降低信息化工作的准入门槛,释放社会、行业、部门和单位内因代价高昂而被长期束缚的信息化潜能。云计算理念、方法在气象部门的适度引入和有效普及应用,将极大地简化基层气象单位的业务工作环境,真正实现资源的优化组合和专业化业务布局,完成气象部门信息系统架构的最优化调整和合理配置;降低创造性工作和日常信息化工作的初期成本和过程成本。

  2012年前后,国家气象信息中心以及部分省局信息中心开始尝试运用计算机虚拟技术,搭建本中心的云计算资源环境,并热情地向兄弟单位推荐使用。随着用户的逐渐聚拢,用户在充分享用云计算资源的同时,其系统也得到了当地最高水准的运行维护。与此同时,原本归属于各单位的计算机物理资源逐渐向云计算环境汇聚,云计算环境对计算机物理资源高效利用的特点逐渐显现,计算机物理资源的优化整合工作在不知不觉中悄然展开。

  计算机物理资源的优化整合在无形中逐渐带动了数据流程、业务流程乃至业务系统的优化整合,评价一个业务系统的优劣,已不再单纯考察其是否具备业务功能和能力,效率、效益和效能等考察视角和指标开始逐渐进入到评价体系之中。

  与此同时,“大数据”概念在气象部门的引入和迅速被重视,使得人们开始关注气象数据资源的充分利用以及数据价值的充分挖掘,而这一切的前提是数据资源的充分整合。于是,依托于大型信息化工程建设项目,以“天擎”为代表的大数据云平台开发完成并在国、省两级部署,原本散落在各级气象部门各个单位的气象数据开始向国、省两级大数据云平台聚拢,气象数据资源的整合初见成效。

  云计算、大数据理念的引入和应用,推动着气象部门业务系统和业务体系走上强身健体、健康发展的道路。

  迄今为止,二十一世纪全球IT界乃至全球科技界最为震撼人心的事件,当属人工智能(AI)的再度崛起以及迅速扩散,而此次AI崛起的主要代表为深度学习。世界上各著名互联网巨头无不以研制、发表和运用“大模型”做为其在业界地位的评判标准以及证明其技术领先的重要标志。国际气象界一些著名单位也纷纷将人工智能引入天气预报甚至气候预测的领域,并迫不及待地匆匆发表出一些令人惊喜之余真伪莫辨、半信半疑的试验结果。

  一些乐观的学者和气象IT界人士认为,如果说此前信息技术在气象部门的运用多是在器械和工具等辅助层面,对气象科学的发展没有直接影响,那么此次AI在气象预报领域的应用,有可能使这一局面得到根本性的改变。而一些态度审慎者则认为,不宜过度夸大AI(深度学习)的能力和作用,因为即便经过数年炒作,AI已变得炙手可热,毕竟迄今为止,其在创造经济价值方面并不比其它做得更好。

  对于气象部门而言,只要能够对预报准确率有实质性的提升,哪怕提升幅度并不很大,相应的工作也是有价值的。因此中国气象局对引进AI持积极态度,无疑是建设性的。同时,如何跨越“AI鸿沟”,让真实可信的AI服务于我国气象事业,是目前气象IT界有关人士需要认真深入思考的问题。

  此外,气象数据建设是值得气象IT界诸位同仁关注的话题之一,这里所说的“建设”包括:气象数据的质量建设、完备性建设、标准化建设、应用能力建设等,这是一个永恒的话题,且建设过程中充满琐碎、乏味和寂寞,但值得有志者为其奉献一生。因为无论未来如何变化,离开了气象数据的不断建设,气象学科、气象业务的发展都将失去最根本的保障。

  愿信息技术永远助力我国气象事业扬帆远航。

 
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