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海洋与气象 2 h- y5 O0 e q/ F
今天是第六十一个世界气象日,主题是:海洋、我们的气候和天气(The ocean, our climate and weather)。海洋和天气本就属于同一个公域,两者之间无时无刻不在进行着对话。英国著名作家西蒙·温彻斯特在他的代表作《大西洋的故事》里写到,因为易于获得食物,人类选择了在海边扎根并建立起文明,对海洋的探索也由此起步。彼时的人类或许不会想到,海洋不仅提供了食物和远方,也是大部分天气现象的孵化器,同时也决定着全球的生态格局。随风而行的洋流和水汽,与陆地上的山谷共同作用,塑造了各地不同的风貌——哪里会成为富饶的良田,牛羊遍地的牧场,或是人迹罕至的荒漠。可以说,海洋是地球气候系统最直接的调节器。甚至可以说,所有关于天气的问题,都能在海洋中找到答案。
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厄尔尼诺(El Niño)就是个例子,在厄尔尼诺现象发生期间,秘鲁沿岸地区的海温升高,导致蒸发量增加,进而影响到环流,因此改变了热带降雨量,并依次影响到全球大多数地区的气流形式,对我国来说,厄尔尼诺极易导致南方暴雨洪涝和北方的高温干旱。近百年来我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年长江中下游地区的洪水,都发生在厄尔尼诺现象出现的次年。甚至一些历史问题,比如划分我国农耕文明边界的长城,也是按照由海洋决定的400毫米雨量线建设的。
: b F& t( T# M' D, K# S 航海帮人类征服了宇宙空间,同时也催生了气象学的发展,笛卡尔在《气象学》中提到:大航海时代,风暴理论、风压定律以及最初的气象观测都从海上而来。
2 p: _. y# \) Z1 G' q 现代海洋气象——告别“数据孤岛” 7 [, c* q9 C/ q4 `5 G
在人类发展史上,天气产生了深远而巨大的影响。以前的预报手段,只能依据有限的数据来绘制海平面气压、风和温度图,借助对天气的简单认识进行天气预报。在今天,现代天气预报的手段与当年已经有了天壤之别。现代化的海洋气象观测系统可以说包罗万象,不仅有海岛自动气象站等观测,还包括气象卫星、海洋卫星等遥感监测手段。庞大的观测网络提供了海量的观测数据,这些数据为天气预报提供了可能。有学者认为,现代的天气预报就是在海量的数据中,提取那些不确定性但却有价值的信息。天气预报技术的经过近百年的发展,随着遥感时代的到来,数据的采集已经不再是预报的瓶颈,随着硬件和算力的不断提升,数据的分析难度也逐渐降低,而数据采集后的存储及高速读取如何实现逐渐成为关键的一环。
3 i5 o% ^4 K; b( r5 F 今天,面临数据爆发式增长的年代,如何提高气象数据的读取性能,挖掘气象数据价值、是提高预报准确率的关键问题。深耕天气预报服务70多年,中央气象台积累了海量的气象数据,以国家级中短期天气预报数据系统为例,日增量近4TB左右,如果换算成高清视频的话,这相当于要每天24小时连续不间断的看128天。随着预报精细化程度的提升和模式分辨率的提高,未来数据将面临指数量级增长。如何高效管理、应用数据,使之服务于自身以及其他行业的发展,成为亟待解决的难题。中央气象台自主研发的“智慧台风检索应用系统”就是实现这一诉求的最好案例之一。    4 M5 E. D% u7 @+ m3 h
智慧台风检索应用系统 ' i2 `- A& `' }2 [
在台风预报中,预报员经常会借助“历史相似台风”作为预报的重要参考依据,这不仅提示台风未来可能的发展变化趋势,也可以预见其可能造成的风雨影响和次生灾害。“智慧台风检索应用系统”数据库记录了有记录以来所有台风生命史卫星影像、雷达图像、海温、高低空大气环流形式等海量数据资料信息,平台还将分散在气象系统内各部门的气象数据,按照数据格式、数据体量、数据种类、数据维度进行聚类、采集,并与其他行业进行了跨部门、跨系统、跨业务的集中汇聚。
- d% _, m0 U8 r 借助华为OceanStor存储的高效存储和扩展能力,形成了独特的“行业+天气”数据集,目前该成果已在保险公司、农业、航空、物流、等行业中应用,打破了气象与行业之间的信息孤岛和壁垒,最大限度发挥了数据的价值。
1 t ^; |9 I8 l( C 星辰大海模式领航——远洋气象导航服务
7 m# A7 [$ F) d! b9 ~" ? 在远洋船舶航行中,一艘3万吨的货船在海上航行一天将耗费10000美金的租金和油耗成本,在“安全第一”兼顾“省时节油”的问题上,一直存在着一个利益制衡点。远洋船舶气象导航服务被公认为减少事故、省时节能、提高营运效益的有效手段。因此启航前,根据天气和海况资料制定一条航程短、航时少的推荐航线,同时,在航行中实时获取最新天气和可能的航线调整。
* D1 M3 ~0 c4 y$ V0 y 近年来,中央气象台自主研发的全球船舶气象导航技术CMRC保障了多艘远洋航次。依靠高可靠、高性能的存储及快速获取方式,海流流向、流速、风浪、涌浪、海温、10米风、能见度等预报数据的及时传递到用户手中。
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4 i5 f; J( b' f% d. C) f 海洋决定未来 _! X7 G: m2 }. o* E0 z
向海而兴,背海而衰,海洋蕴含着人类社会可持续发展的战略资源。海洋也决定未来,中国亦高度重视建设海洋强国。航海家郑和曾说:“欲国家富强,不可至海洋于不顾,财富取之海洋,危险亦来自海上。”今天,在走向深海时代的文明化进程里,不仅要重视海洋在全球化中的地位,更要警惕其带来的自然风险和人为挑战。 ; z/ S# @8 f5 |4 e( {' m
伴随大数据、人工智能等技术的快速发展,挖掘海量数据的价值,实现行业融合迸发出的新能量,不仅对于气象行业本身,对于其他行业也是极大的机遇和挑战。释放数据活力,提升服务效率、做好应对措施,让海量数据不再成为孤岛,是深海时代应有的气象贡献。而华为OceanStor海量存储,也将在海洋气象科技的持续进步中,贡献力量,见证伟大。 7 M- W/ o+ X0 S. ~; Y0 f( z
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