所有关于天气的问题,都能在海洋中找到答案 - 海洋观测网络

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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

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(The ocean, our climate and weather)

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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,其中,EL负责海洋的部分,SO负责大气的部分。所以气象学家通常将其合称为ENSO现象。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。从大历史的角度看,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。

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。借助有限的观测数据,绘制海平面气压、风和温度图,进而对天气的简单认识进行天气预报。今天,现代天气预报的手段与当年已经有了天壤之别。

现代海洋气象——告别“数据孤岛”

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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。

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现代海洋气象观测体系图片来源:WIGOS and JCOMM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。
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智慧台风检索应用系统平台在台风预报中,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,借助华为OceanStor海量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,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,最大限度的发挥了数据的价值。

台风“利奇马”发展全过程

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星辰大海模式领航——

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远洋气象导航服务**在远洋船舶航行中**,一艘三万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。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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海洋决定人类未来

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向海而兴,背海而衰,海洋不仅蕴含着人类社会可持续发展的战略资源,也是大国博弈的战略空间。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。”海洋决定人类的未来,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。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。

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往期精选

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中央气象台科技创新服务

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创新·绿色·共享

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微信号:kjcx_nmc

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我就知道你“在看”

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龚超群
活跃在前天 02:45
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