“聪者听于无声，明者见于未形。”气象信息网络没有华丽的外表，也没有惊人的声势，却是气象业务不可或缺的中枢，是支撑气象高质量发展的支柱。
党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央掌舵领航下，我国信息化发展写下风云激荡的精彩篇章。中国气象局党组顺时应势、准确识变，引领广大气象工作者，以信息化驱动现代化。气象信息网络业务向着“全面支撑、集约高效、可靠安全”的方向稳步迈进。气象事业的大厦，建筑在信息网络这一地基之上。一直以来，中国气象局党组高度重视气象信息化建设，持续高位谋划，长远布局。中国气象局党组书记、局长庄国泰深刻阐述气象信息的定位和意义，将其比作气象业务的“中枢”，以及气象高质量发展必须夯实的“四根支柱”之一。2021年12月15日，夯实气象信息支柱的重磅举措落槌定音——历时3年研发建设、1年试运行，国省统一布局的气象大数据云平台“天擎”正式业务化运行。这是一个以统一、开放、集约为特征的平台，将气象部门海量的数据、庞杂的业务系统收归一处。它不仅实现了数据全集统一管理和集约化服务，还面向全国气象部门提供“数算一体”的平台化服务，将原本分散在各处的气象数据资源和算法资源汇集起来，减少中间环节；其云上计算功能可提供除数值预报以外的各类数据产品加工、挖掘分析的平台计算服务。各级气象部门用户可凭借用户权限访问数据和算法资源，调用算力资源，开展实时计算。这一革新，为气象业务带来全方位、全链条升级，各类观测、预报、服务业务系统之间的距离被前所未有地拉近，预报业务系统可以更高效地获取各类观测数据，服务系统可以更好地利用预报结论，各个系统之间共享数据、协同合作得以无缝衔接。“天擎”的革命性意义，不仅在于整合过往，更在于直面未来。原本各自分散的气象业务系统将逐渐收归一处，开展云化融入，彼此高效协同。自开发伊始基于“天擎”云原生设计的西北区域人工影响天气作业指挥软件系统，是高效协同的典型。得益于云原生设计，该系统规范化部署便捷高效，开发完成后在6个省份迅速实现统一部署，并在第十四届全国运动会期间圆满完成保障任务。截至今年8月，全国183个气象系统开展了云化融入，融入后业务效益突出：气候监测预测分析系统产品生成时效提高4倍，应用交互时效提高3倍；天元系统的数据冗余降低50%，产品时效提升30%；雷达QPE产品时效由16分钟提升到7.5分钟……当前，“天擎”管理数据767种，数据总量达67PB，日更新数据约40TB，全国用户数达3470个。全国每月数据访问达24.91亿次，访问数据量达3.8PB。国家级天擎用户数达613个，每月访问达17.79亿次，访问数据量达2.8PB。全国数据访问平均耗时仅0.22秒，1秒内响应的访问占比97.4%。面向发展、面向未来，“天擎”建立了用户需求跟踪与平台滚动升级机制，在今年汛期前，上线了文件目录服务、服务接口众创等用户需要的新功能，给予防灾减灾最坚实的信息网络支撑。如果说气象信息是气象事业的中枢，那么这一中枢最具价值的事物，就是丰富海量的气象数据。这些来自全球的数据汇聚于此，成为精准预报必备原料，也是精细服务的源头活水。十年来，以数据为核心，中国气象局着力于数据资源收集，推动气象部门内部数据“应传尽传”“应归尽归”。关注当下，不忘历史，历史气象数据资源这一宝库不断得到发掘利用。2021年以来，气象部门先后完成全国地面、高空、辐射、农业气象、酸雨等历史台站沿革数据，41个锚碇浮标站、33个省级温室气体站、19个气候观象台历史观测数据统一收集。全国气象档案纸质图像扫描和数据录入工作进展顺利，建立了包括30种档案、1.8亿页图像文件、1372万个数据化文件的数字化成果。部门间数据交换与共享，同样成为气象数据的有益补充。当前，气象部门与10个部委开展数据共享，每日提供数据量达到3922GB；通过参与第一次全国自然灾害综合风险普查专项工作，已收集气象灾害风险评估急需的农业、住房、人口、GDP等多类数据并提供应用；开展各级科技计划项目科学数据汇交工作，2021年以来共收集83家单位55个重点研发项目的520套数据集。大气流动不分国界，随着气候变化影响加剧，全球监测、全球预报、全球服务的需求越发强烈。气象部门致力于全球数据发现与收集，通过国际通信系统每日稳定收集8大类178种国际数据资源。通过挖掘世界气象组织全球通信系统（GTS）交换的资料和产品，新增72种数据产品服务业务应用，在降低数值预报误差、扩大卫星遥感监测范围、增强全球监测预报能力等方面发挥了重要作用，进一步提升了气象数据对全球监测预报服务业务的支撑能力。气象部门管理和使用的数据体量大、更新快、种类庞杂、价值高，具有明显的大数据特征。收集汇交，只是挖掘气象数据这座“宝山”的第一步。十年来，气象部门深挖数据价值，着力建设高价值气象数据产品体系，加强高水平多源数据融合分析和历史再分析，构建与“真实”大气准同步的“数字”大气，完善支撑应用的各项专题数据集。从零到一，建成中国第一代全球大气和陆面再分析产品，质量达到国际第三代水平，2020年实现业务化应用，摆脱了我国长期以来对国外相关产品的依赖，保证我国气象业务科研源头数据安全，自主可控。建成“全球—中国—局地”实况融合分析产品体系，研制全球、中国区域和重点局地近150余种实况融合分析产品，涵盖大气、陆地、海洋多圈层关键气象要素，产品分辨率达全球10公里、中国区域1公里、局地百米，实现最快10分钟更新，产品质量与国际同类产品接近或相当，在中国区域更优。实况产品已成为从零时刻到月季年无缝隙预报业务的重要组成部分，服务于天气、气候等核心业务。围绕全球、区域气候监测及气候变化业务应用需求，气象部门研制高质量长序列基础数据产品，持续攻关多源数据质量控制、数据空间重构以及气候资料均一化等数据分析技术，研制了40余种高质量、多层次、多要素的长序列数据产品，实现对国外同类产品的有效替代，为全球及区域气候变化监测、检测与评估及相关业务提供数据支撑。面向未来，气象部门积极谋划，探索人工智能（AI）、机器学习等先进信息技术。目前，初步建成了AI模型训练支撑平台，支持多种训练框架，具备对数据、算力、算法的规范化管理和服务能力。同时，研发了短时强降水、雷暴、冰雹、龙卷等强对流天气AI应用基础数据集和训练数据集，并在国家级业务单位和省级气象局开展试用。经评估，基于该数据集的深度学习网络模型估测地面降水精度优于基于雷达的业务降水估算产品。突破短时强降水预报这一世界性难题，又多了一种新的“解题思路”。
来源 | 中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）
编辑 | 中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）全媒体记者 刘钊
