氣象科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，氣象科學(xué)的理論都是由觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析產(chǎn)生的。現(xiàn)在氣象的理論，是由過(guò)去一直到前不久的探測(cè)所得出來(lái)的信息對(duì)它們進(jìn)行分析得出來(lái)的。

　　氣象數(shù)據(jù)概況

　　第一，氣象數(shù)據(jù)的總量大概是6到10個(gè)PB左右，但是增量是1個(gè)PB每年。行業(yè)大數(shù)據(jù)從體量上來(lái)看，氣象數(shù)據(jù)勉強(qiáng)算大數(shù)據(jù)行業(yè)。

　　第二，氣象數(shù)據(jù)不是來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，而是氣象感知系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，氣象部門進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)近十年的觀測(cè)系統(tǒng)更新改造。觀探數(shù)據(jù)量迅猛增長(zhǎng)。

　　可能大家都知道以前人工來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，但是由于人類居住條件以及人體所能承受的工作壓力的限制，使得觀測(cè)廠的設(shè)置是每個(gè)縣觀測(cè)一次，每三小時(shí)觀測(cè)一次，進(jìn)入二十一世紀(jì)以后由人工觀測(cè)改為自動(dòng)觀測(cè)，這個(gè)剛剛說(shuō)的兩個(gè)線條沒(méi)有了，所以觀測(cè)站就由原來(lái)的將近3000個(gè)左右，每個(gè)縣大概是3000不到，觀測(cè)頻率猛增，由過(guò)去頻度三小時(shí)一次增加到現(xiàn)在五分鐘一次，所以數(shù)量倍數(shù)大概增加了670倍左右。觀測(cè)頻率將由現(xiàn)在五分鐘一次增加到一分鐘一次，增加很多?，F(xiàn)在每天80個(gè)PB左右，未來(lái)一個(gè)TB每天。過(guò)去只是訊息采集，現(xiàn)在是終年觀測(cè)，觀測(cè)頻率和觀測(cè)點(diǎn)數(shù)大幅度增加，到2020年還準(zhǔn)備增加到將近300TB左右，這只是大概的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

　　第三是氣象衛(wèi)星，大家都知道在天空運(yùn)行的衛(wèi)星數(shù)很多，現(xiàn)在日增量是2.1個(gè)TB，未來(lái)恐怕要10個(gè)TB。第四就是數(shù)值預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品，這個(gè)增量也是非常驚人的。除此之外還有高空大氣探測(cè)、閃電定位監(jiān)測(cè)、土壤監(jiān)測(cè)等。實(shí)際這不太嚴(yán)肅，整個(gè)氣象是由四大金剛撐起來(lái)的，如果四大金剛拿非洲的巨型野生動(dòng)物加以比較，內(nèi)存數(shù)據(jù)從體量上來(lái)說(shuō)就是小貓小狗。所以把四大金剛氣象數(shù)據(jù)生成了氣象大數(shù)據(jù)。

　　大家知道過(guò)去探測(cè)密度上相對(duì)來(lái)說(shuō)欠缺一些，可能有一些細(xì)微方面的一些規(guī)律還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，所以進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，氣象的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)際在內(nèi)容上沒(méi)有發(fā)生變化，只是在時(shí)空密度上有所增加，這有可能未來(lái)增加新的規(guī)律。所謂氣象大數(shù)據(jù)有可能會(huì)導(dǎo)致我們的一些新的氣象科學(xué)的新的突破，而這些確實(shí)需要海量數(shù)據(jù)處理，這是數(shù)據(jù)的概況。所以我們說(shuō)大數(shù)據(jù)的參考應(yīng)用案例我們耳熟能詳，其實(shí)這不是大數(shù)據(jù)案例，是上世紀(jì)90年代中后期的案例，包括阿里巴巴預(yù)測(cè)2008年金融危機(jī)，以及奧巴馬競(jìng)選，這些我們都分析過(guò)，實(shí)際上大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法無(wú)非是統(tǒng)計(jì)分析，而在十年前類似數(shù)據(jù)分析方法便已應(yīng)用氣象預(yù)測(cè)，所以目前預(yù)測(cè)到的所有分析方法在氣象界早已經(jīng)應(yīng)用多年了，這是我們一些傳統(tǒng)的成果。

　　因此如果原封不動(dòng)套用現(xiàn)在大數(shù)據(jù)方法，很難產(chǎn)生作用。所以真正發(fā)揮作用是信息技術(shù)無(wú)法取代，至少在可預(yù)見的未來(lái)是無(wú)法取代氣象科學(xué)的。氣象科學(xué)需要新的科學(xué)創(chuàng)意，加上嚴(yán)禁的業(yè)務(wù)認(rèn)證，以及完整的認(rèn)證實(shí)現(xiàn)來(lái)共同產(chǎn)生。

　　為什么是氣象云

　　我們不是為了建云計(jì)算才造云，而確實(shí)是在信息化建設(shè)當(dāng)中遇到了問(wèn)題，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，整個(gè)在氣象部門內(nèi)部整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)是比較欠缺的，同時(shí)十五十一五和十二五承擔(dān)了多個(gè)項(xiàng)目，而且是信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，處在各個(gè)不是一個(gè)狀態(tài)，所以導(dǎo)致了業(yè)務(wù)系統(tǒng)復(fù)雜度大大增加了，服務(wù)器將近4000臺(tái)。有的甚至于把辦公室騰出來(lái)做機(jī)房，而自己去招待所租房間做辦公室。業(yè)務(wù)流程非常復(fù)雜，2012年統(tǒng)計(jì)大致情況，200個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，情況沒(méi)有根本改變。業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)化，業(yè)務(wù)功能系碎片化，業(yè)務(wù)系統(tǒng)煙筒化，這些問(wèn)題亟待解決。

　　我把目前氣象信息系統(tǒng)比作大胖子，越來(lái)越胖，而且不加制止它還會(huì)繼續(xù)胖下去，已經(jīng)到了不可解決的，同時(shí)業(yè)務(wù)模式都是移到應(yīng)用端來(lái)進(jìn)行處理和分析。

　　剛剛說(shuō)數(shù)據(jù)近十幾年飛速增長(zhǎng)，這個(gè)應(yīng)用和轉(zhuǎn)入造成了我們管理代價(jià)，產(chǎn)品可信度的代價(jià)都越來(lái)越高，所以問(wèn)題已經(jīng)到了非解決不可的地步了。實(shí)際上我們想要做的就是這樣，把大胖子打造成這么一個(gè)健能者。目標(biāo)就是三高，高效率、高效益、高效能；途徑就是資源集約化、集成化、個(gè)性化。

　　運(yùn)用大數(shù)據(jù)云計(jì)算以及移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)通過(guò)集約資源，整合資源再造業(yè)務(wù)流程，主要是建設(shè)兩層氣象研究中心，其中整合業(yè)務(wù)資源，政務(wù)流程，改變集約化，移動(dòng)化和最大化。

　　然后結(jié)構(gòu)大概就是這樣，1加31加1，1是國(guó)家，31是省級(jí)，再加1就是備份，以私有云為主，公有云混合。在這里海量數(shù)據(jù)的分布式管理和處置、虛擬化移動(dòng)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)等方面的技術(shù)將被有機(jī)應(yīng)用到平臺(tái)。這是我們的設(shè)想。

　　分布式存儲(chǔ)

　　剛剛最開始介紹地面觀測(cè)資料是我們氣象大數(shù)據(jù)四大金剛之首，這個(gè)數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，按照我們應(yīng)用的傳統(tǒng)慣例都是要采用這種叫做數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)加以管理和應(yīng)用，而且現(xiàn)在成為行業(yè)當(dāng)中的一個(gè)使用慣例了。由于這些數(shù)據(jù)迅速的增長(zhǎng)，用傳統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種全員的數(shù)據(jù)，所以說(shuō)我們從去年開始進(jìn)行了相關(guān)的探索，我們目標(biāo)就是探索分布式技術(shù)，用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)嘗試解決這些問(wèn)題，解決的效果還是不錯(cuò)的。我們用分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)與現(xiàn)有的傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，性能提高了10倍以上，可擴(kuò)展性非常好。原來(lái)可比系統(tǒng)的十分之一，我們參比系統(tǒng)，上面是業(yè)務(wù)系統(tǒng)，我們這個(gè)6190毫秒，這個(gè)分布式是0.1秒，但是價(jià)格確是它的十分之一，所以我們的性價(jià)比，就是我們LE架構(gòu)提高了100倍以上。

　　氣象信息化需要思考的問(wèn)題

　　各社會(huì)對(duì)氣象信息化提出了很多要求，電商方面、金融方面、決策服務(wù)、可穿戴移動(dòng)設(shè)備等等都需要我們提供新的更加優(yōu)良，質(zhì)量更好的氣象服務(wù)。所有這一切都有賴于行業(yè)結(jié)合及深度應(yīng)用，而且數(shù)據(jù)共享是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

　　我們現(xiàn)在智慧城市最近是一個(gè)很熱的話題，同行當(dāng)中也有很多其他的數(shù)據(jù)，在智慧氣象方面氣象部門也有很多這方面的探索，未來(lái)氣象人也可能會(huì)是氣象部門現(xiàn)代化一個(gè)需要注意的點(diǎn)。這個(gè)業(yè)務(wù)從探測(cè)開始到智慧到參與等都需要感知、探測(cè)和判斷。

　　決策是政府和上級(jí)決策部門非常需要的，需要產(chǎn)品制作柔性化，服務(wù)個(gè)性化，以及業(yè)務(wù)之間的流動(dòng)化。關(guān)鍵在氣象業(yè)務(wù)方面移動(dòng)應(yīng)用有其特殊的含義或者特殊的意義，它逐步能夠?qū)崿F(xiàn)基層業(yè)務(wù)單位的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這個(gè)非常重要。因?yàn)楝F(xiàn)在氣象業(yè)務(wù)部門，特別是基層，人非常少，根本沒(méi)有力量維護(hù)傳統(tǒng)意義上的信息系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等，如果應(yīng)用方式一旦普及下來(lái)，這種單位就可以從繁重的系統(tǒng)維護(hù)當(dāng)中解決出來(lái)，而干專業(yè)人士干專業(yè)的事兒，同時(shí)為管理扁平化提供良好的工作環(huán)境。

　　總而言之，新的時(shí)代，氣象服務(wù)面臨眾多新的領(lǐng)域和新的服務(wù)要求，云端，云化資源，已經(jīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中。規(guī)范技術(shù)，就是數(shù)據(jù)規(guī)范，基礎(chǔ)架構(gòu)規(guī)范和軟件平臺(tái)規(guī)范。統(tǒng)一運(yùn)維，呼聲很高，希望能夠在將來(lái)多元當(dāng)中實(shí)現(xiàn)。海量信息是充分發(fā)揮有效性，主要是及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)定位，準(zhǔn)確判斷和快速查處。智慧人影，敏捷決策，移動(dòng)應(yīng)用，云計(jì)算等是我們未來(lái)需要重點(diǎn)思考的。

　　國(guó)家氣象信息中心副總工程師兼中心科委會(huì)主任 沈文海

關(guān)注讀覽天下微信， 100萬(wàn)篇深度好文， 等你來(lái)看……