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关于发展智慧气象的若干思考

发布时间:2017/3/23 10:47:30

信息来源:中国气象报  
中国气象局高度重视智慧气象的战略研究,阐述了智慧气象的内涵和特征,提出了发展智慧气象的三大战略——气象大数据战略、“互联网气象+”战略和气象平台战略,初步确立了2020年的发展目标和重点任务。在前期研究基础上,本文结合气象现代化总体要求和新技术发展趋势,谈一下对发展智慧气象的几点思考。

  一、智慧气象的愿景探究

  智慧气象是不断发展的动态过程,智慧气象的构想要着眼未来,用新趋势新方向引领智慧气象的发展。

  (一)气象装备将向智能化、微型化、综合化方向发展。自动气象站、天气雷达、气象卫星等主要观测系统完成智能化升级改造,探测装备对气象要素、大气环境的感知能力显著提升。观测设备进一步微型化,社会化观测成为气象观测的重要组成部分。“云物大智移”(云计算、物联网、大数据、智慧城市、移动互联网) 等信息化技术将各种观测设备联接成为综合、协同工作的观测体系,可根据需要实现“弹性”观测,对同一要素、同一天气系统实行联合观测、多站数据的综合分析处理和交叉检验。

  (二) 新型信息技术架构将全面支撑智慧气象发展。采用IT治理理念和成熟的信息架构技术,着眼于气象事业发展的未来需求,对气象业务、服务和管理进行总体设计,消除因气象业务、服务和管理相对独立而造成的信息孤岛。新型信息技术架构主要包括“平台化+微应用”和在线技术支持两部分,前者提供智慧气象的信息化整体技术支撑,后者提供信息资源、智力资源的集约化管理和业务技术在线咨询服务。“平台化+微应用”技术体系全面得到应用,实现气象业务、服务和管理之间的数据流互通、业务流协同,开发效率更加高效,建设成本更加低廉。在线技术支持体系将发挥重要作用,成为气象智力资源共享的工具和渠道,从体系上解决基层技术能力、业务能力和服务能力不足的问题,不断促进各级气象部门上下互动、资源共享和服务直通。

  (三) 气象预报预警和气象服务核心能力显著提升。一是无缝隙精细化预报业务能力显著提高。机器学习技术将帮助预报员有针对性地使用模式产品。预报经验和本地化天气气候特点将通过大数据分析和机器学习等技术进行提炼,成为客观化预报工具的重要组成部分。模式识别、滤波等信息技术进一步改进短时临近预报业务。在数值模式和现代信息技术的共同带动下,机器预报就如同无人驾驶汽车一样会逐渐发展成熟,实现智能化。二是气象服务的核心能力显著提升。基于精细化预报产品、历史资料和行业数据的专业气象服务的科技含量和精细化水平将明显提升,气象影响预报和风险预警将变成更受社会关注欢迎的内容。同时,面向国家全球战略的气象保障能力逐步成熟,为国家走出去战略、全面参与全球治理提供气象保障服务。

  (四)“互联网气象+”将成为气象服务新模式。传统的气象服务模式已不适应互联网经济发展的新业态,需要充分运用互联网思维,采用信息化新技术,转型升级为“互联网气象+”全新气象服务模式,对于不同的用户群体,“互联网气象+”服务模式有不同的形态:

  “互联网气象+公众”。“互联网气象+公众”的主要服务对象是互联网用户、移动终端和智能手机用户,精细化的气象监测预警与公众位置、风险偏好和行为目的相结合,使公众可以获得量身定制的气象服务。

  “互联网气象+行业”。这类气象服务是传统专业气象服务的发展和延伸,主要面向能源、水利、民航等领域的行业需求,运用新技术改进传统专业气象服务的模型和算法,优化升级服务。

  “互联网气象+企业”。互联网企业呈现强劲发展势头,且对气象的需求越来越大,气象与各产业的融合将变得更加紧密。“互联网气象+企业”通过智能化气象资源访问接口,为企业提供实时在线服务,气象将真正成为各行业的生产要素之一。

  “互联网气象+专业平台”。建立交通、农业等与特定人群相关的专业气象服务平台,让用户都能享受到个性化、专业化的气象服务,并在生产生活中获得巨大价值和最佳体验,实现智能气象服务普惠化。同时,用户的参与互动可以有效填补气象灾害和天气实况的监测空白,气象服务将更加精细化。

  二、打造智慧气象的“ 核”——核心技术和关键技术

  智慧气象发展必须有内在的核心技术支撑,打造智慧气象的“核”是实现以智慧气象为重要标志的气象现代化的基础。

  (一) 加强核心技术的创新,实现跨越式发展。加强气象探测技术的研发,发展气象基础装备制造产业,攻克气象探测传感器、探测装备的智能化和微型化关键技术,实现智能感知技术突破,构建弹性观测系统。采用大数据、深度学习等新技术,充分挖掘气象资料、社会观测数据以及其他相关数据的价值,发展有别于传统数值模式的新预报技术,提升气象预报预警核心能力。

  (二) 实施关键技术的突破,全面提升支撑能力。一是海量观测资料的处理技术。发展数据快速采集、清洗和标准化处理技术,将数据变成有价值的信息,更好地应用到气象业务中。二是碎片化需求提取与个性化服务供给技术。研发高效、智能化的引擎系统,识别、提取用户碎片化的需求,提供个性化服务。三是平台架构与微应用技术。“平台化+微应用”是互联网时代主流的软件架构体系,要根据气象业务特点,组织信息技术和气象各专业领域的专家做好总体设计,建立支撑智慧气象的信息架构体系。

  三、构筑智慧气象的“壳”——互联网气象平台

  建设互联网气象平台对于推进气象现代化、促进事业发展具有重要的战略价值,互联网气象平台将在以下方面发挥积极作用。

  (一)丰富气象大数据内容。大数据是实现智慧气象的基础,互联网气象平台将广泛收集各类社会化观测数据,各行业各部门共享数据将是气象大数据的重要基础。

  (二)促进气象协同创新。互联网气象平台将气象科技创新要素汇聚起来,凝聚众智形成推动气象科技创新的强大力量。把气象服务的供给方与需求方连接起来,围绕气象服务的大众创业、万众创新,能有效解决气象服务能力不足的问题。

  (三)强化气象部门的管理。互联网气象平台为气象部门转变管理方式、强化事中事后监管提供有力手段。

  (四)引导社会资源参与到气象事业的发展中来。利用互联网气象平台开放资源服务接口,向社会提供安全可控、个性化、便捷、权威的气象资源服务。同时,吸引各领域和社会资源参与进来,基于丰富的气象资源,营造互利共赢的良好气象发展生态,共同推动气象现代化的发展。

  四、结智慧气象的“果”——“具有想象力”的气象应用系统

  气象应用系统支撑气象业务、服务和管理,“具有想象力”的应用系统与传统的应用系统有着较大的差别,具有如下主要特征:

  智能化。未来的应用系统是高度智能化的软件系统,在任何一个气象工作场所 (如:市县级气象部门)都具有与国家级气象业务单位同等的气象业务服务能力,能按需获取信息,提供满足当地需求的服务。

  可配置。根据气象业务需要进行功能的灵活配置,实现国家到省市县的统一部署,做到技术规范、数据管理、产品分发的标准化,从根本上解决气象应用系统林立和数据孤岛等问题。

  可评价。根据用户的使用情况,客观评价应用系统的实用性、科学性、便捷性等,引入竞争和退出机制,不断淘汰不适应业务的落后系统。同时,也能够客观地检验科研成果的业务化效果。

  可感知。气象应用系统的感知主要包括对系统运行状态和操作行为的感知,应用系统不仅能够实现业务功能,还能通过实时采集气象业务、服务一线的运行数据,实现气象管理的科学化。

  五、走智慧气象之路——新型气象服务模式

  发展智慧气象除了大力发展气象技术体系外,建立与现代气象技术体系相适应的发展模式也是智慧气象的重要内容。

  (一)探索建立与互联网时代相适应的气象服务模式。未来可能存在两种气象服务模式,一种是融入式发展模式,另一种模式是“互联网气象+”模式,通过开放接口让所有服务对象按需获取气象数据资源,而不是简单地提供气象资料,该模式具有较好的发展前景。两种模式互为补充,能更好地满足社会需求。

  (二)探索跨界发展之路。大数据以及遥感技术的发展使得困扰专业气象服务的资料问题逐步得以解决,为跨界发展提供了可能。可选准突破口,组建跨界服务机构,深度融入行业发展,变单一的气象服务提供方为行业综合服务提供方。如:农业气象服务今后可向全面提供农业生产服务转变,不仅包含气象服务,还包含植保、种子等服务内容。组建方式分两种:一种是与部门联合成立机构,提供综合服务。另一种是成立企业,发展为面向行业解决方案的综合服务型公司。

  六、优化智慧气象发展的科技创新生态

  落实国家关于科技创新和人才发展的有关政策,进一步完善气象科技创新的体制机制,建立保持战略定力与激发创新活力共生的良好生态。

  (一)打造崇尚气象科技创新的环境。一是营造公平竞争的科研氛围。打破论资排辈的做法,让有才干的年轻气象科技人才脱颖而出,给想做科研、有能力做科研的人以机会和支持。对于重大科技创新工程和项目,要采取非常规的手段,鼓励颠覆式气象科技创新,允许科研的失败,支持探索发现。二是完善科技成果评价机制。树立是否促进科技创新和业务应用作为检验科技成果好坏的评价导向,而不是看获奖等级和论文数量的评价机制。三是加强科技道德风险管理。建立科技管理公示制度和科技人员诚信管理体系,对科技人员的科技行为进行全流程管理。

  (二)科学研究向高质量转型。瞄准制约气象现代化的核心技术和关键问题,凝练重大科技攻关项目,组建能够在国际学术界“坐庄”“问鼎”的研究队伍,保持战略定力,持之以恒,力争早日实现突破。加快使我国气象科学研究从“原料输出型”向“深度加工型”转型,从“论文驱动”转化为“问题驱动”,从“功利驱动”拓展到“求知欲驱动”,让科技创新步入快速发展轨道。

  (三)加快培养战略型科学家。通过科技创新造就一批战略科技人才、科技领军人才,既能深入专业探幽微,又能跳出专业揽全貌,在洞悉学科专业历史、现状和前景基础上,提出具有前瞻性的新理论、新思路和新方法,让“关键少数”发挥关键作用。建立针对“关键少数”领军人才和学科带头人的科技创新激励机制,研究国家政策的落地举措,在成果转化、待遇、奖励等方面,加大激励力度,吸引聚集人才。(作者为中国气象局发展研究中心郭树军 张洪广 周勇)

责任编辑:李志华

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