百家天气预报网 > 天气常识 >

解析气象“神经”系统

发布时间:2019-12-26 15:15来源: 未知
  气象业务系统是一个以通信网络为纽带,以计算机为主要工具,以信息的采集、传输、加工、分发、服务为主要特征的复杂信息系统。
 
  气象业务技术系统可以分解为四个有机组成部分,它们分别是:负责采集各种气象信息的气象综合探测系统;负责传输、收集和交换各种气象信息的气象信息网络系统;负责对气象信息进行加工、分析并制作预报预测产品的气象信息加工分析预测系统;负责气象信息的综合应用综合服务的气象信息技术服务系统。其中,气象信息网络系统处于十分关键的中枢位置,通过它相互沟通,使整个系统成为一个有机联系的整体。通过它实现资源的最优配置,并为其它系统提供信息资源、计算资源和网络资源的共享与服务。
 
  气象信息网络系统作为我国气象事业的信息基础设施,经过30多年的建设和发展,在网络化和计算机应用方面已经取得长足的进步。
 
  气象业务对气象通信网络的要求具有高度分散、高度集中、迅速及时的特点。每天,每时,每刻,都有海量的信息,经由气象通信网络穿梭。气象信息通道怎样做到畅通无阻?气象传输系统走过了怎样的历程?天地一体化的气象探测信息是如何进行集中加工处理的?未来它又将朝着怎样的方向去发展?
 
  气象通信网络:联接业务功能结构的纽带
 
  气象信息网络系统作为气象信息传输环节,是气象业务技术体制功能结构的纽带。信息网络业务系统负责传输与收集、存储、交换与分发各种地球环境信息及相关信息,承担信息的集中统一管理。目前,气象信息网络作为中国气象信息基础设施,其总体发展方向为:综合、宽带、高速、数字化。气象通信网络伴随着中国气象事业的发展和通信技术的发展,经历了从无到有,从人工到自动,从单一通信功能到综合网络服务的发展历程。经过50年,尤其是近30年的建设和发展,全国气象通信网络已初具规模,基本形成了覆盖全国的以空间卫星通信为主,以地面公网为辅的全国主干网络,各级气象部门的局域网络也都建成,在气象业务中已经发挥了巨大的效益和作用。
 
  从人工和半自动化到自动化和网络化
 
  新中国成立初期,通信技术十分落后,在当时的条件下,气象通信采用无线莫尔斯广播方式。随着1956年10月我国在北京—沈阳之间第一条气象专用有线电路的正式开通,气象通信从莫尔斯通信转为电传通信,从手工作业开始步入半自动化作业。
 
  1980年1月,BQS系统正式投入业务运行,气象通信部门在我国通信行业中首次实现了计算机自动化通信。各类气象情报资料的传输时效提高了1—3小时,使通信处理能力每天增加了10多兆字节,填图的速度和时效比手工填图提高了5倍。
 
  我国气象部门从计算机通信向计算机网络的过渡,是通过国家“七五”重点工程——北京气象中心扩建工程(873工程)的建设和推动而逐步实现的。873工程的建成,使我们对计算机的应用从主机方式和终端方式走向网络方式,从而为计算机资源的共享、数据库的建立及其共享创造了良好的网络环境。
 
  之后,中国气象局开始着手进行7个区域气象中心的现代化建设。Internet网络的建成为中国气象局提供了一个新兴的对外服务窗口,管理信息系统也于2000年2月投入运行。
 
  9210工程:突破通信网络瓶颈
 
  9210工程建设,值得大书一笔。在20世纪90年代,随着现代科学技术的发展,尤其是数值天气预报、天气雷达、卫星遥感等技术的广泛应用,需要经由网络传送的信息量急剧增加,原有的基于数据通信方式进行传输的全国性通信网络已不能满足要求,它已经成为气象业务发展新的瓶颈,建设新一代气象通信网络已经迫在眉睫。经过反复论证,国家计委于1992年10月正式批准建设“气象卫星综合应用业务系统”。该工程是“八五”国家重点建设项目,总投资达5亿元人民币。该工程也是气象现代化建设中规模最大的覆盖全国的大型气象通信网络工程,1999年全部建成,正式投入业务运行。9210工程的建成,统一了全国气象通信网络的拓扑结构、网络平台和网络协议,统一了全国的数据库系统和主要业务应用软件,统一了各级数据处理平台,使气象信息的收集和分发时效大大提高,使气象通信网络的整体水平和能力均有较大的飞跃。“9210”已经成为我国气象部门的专用名词,它集数据、文字、话音、图像和视频交换传输为一身,有力地支持了我国气象部门各种信息网的日夜运行,不但有对内的以气象数据及产品交换为主的业务信息系统、以气象灾情传递为主的气象情报系统、以NOTES邮件交换为主的气象管理信息系统等,还有对外服务的政府气象信息网站、气象专业信息网站和深受广大农民喜爱的中国兴农网站,以及正在发展的全国天气预报电视会商系统、远程教育培训系统、电视电话系统三位一体的实时视频交换系统,为21世纪我国气象事业的大发展奠定了良好的基础。根据国家信息化发展关于信息基础资源合理配置、充分发挥效用的要求,气象专用信息网络正在向“专网通用”的方向迈进,为全社会更多的行业部门服务,发挥更大的作用。
 
  计算机应用:神经系统的中枢
 
  计算机技术的飞速发展,为气象现代化建设带来了机遇;计算机在气象业务中的广泛应用,又极大地推动了气象业务整体水平的提高。现在,计算机已广泛应用于气象领域的各个方面,成为广大气象工作者不可缺少的有效工具。计算机的应用水平也在逐步提高,已经完成了从单机应用向网络应用的转变,正在进行从传统计算向并行计算的开发和应用。计算机在气象信息的加工处理和数值预报方面已经并将继续发挥越来越大的作用。
 
  奠定气象信息加工处理自动化基础
 
  计算机使气象通信处理实现了自动化,上世纪50年代—70年代中后期,计算机的早期气象应用,为气象业务和科研积累了经验。开发研制成功以IBM或APPLE微机为主机的自动气象转报系统和自动填图系统,取代了省级人工通信和手工填图。计算机使气候资料处理实现了自动化,国家气象资料中心建成了一个以计算机为核心的气候资料预处理、统计分析、产品加工、存档管理和检索服务的自动化业务系统。计算机使气象卫星资料处理实现了自动化,以计算机为核心的气象卫星云图资料接收处理系统已经在各级气象业务中得到广泛应用。计算机的应用推动了天气预报制作的智能化和自动化。1995年开始,中国气象局组织开发了MICAPS气象信息综合分析处理系统,成为我国气象部门乃至整个气象行业分析气象信息最有力的标准统一的人机交互工作平台,并按世界气象组织的要求,推广到许多发展中国家。
 
  为数值预报创造条件
 
  上世纪70年代后期,由于高性能的巨型计算机的问世,使得气象科学在数值天气预报领域获得了突破性的进展。数值预报业务的发展离不开高性能计算机。数值预报水平的不断提高,对计算能力的要求也成倍增长。鉴于计算机在气象中具有如此重要的地位和作用,世界各国总是把气象部门作为巨型计算机最新成就的优先用户之一。30多年来,中国气象部门曾有过5次较大的计算机系统建设,带来了气象数值预报业务系统发展的5次飞跃,大大提高了预报水平。目前气象部门拥有国内业务单位最好的高性能计算机群,包括神威、银河、曙光三大系列以及IBM、CARRY、HP等国外高性能计算机系统,建立了广泛为社会各行各业服务的北京高性能计算机应用中心,正在筹建国内最快、峰值速度达到每秒13.4万亿次的神威二号高性能计算机系统,为中国天气警报预报、气候预测预估以及气候变化研究在新世纪赶超国际水平奠定了良好的基础。
 
  当今世界,人类社会正快步迈入信息时代。随着信息技术的突飞猛进、日新月异,各种新技术大量涌现,并已渗透到各行各业。建设和完善用于支持信息时代的信息基础设施,是我们面临的重大任务。气象信息网络将不断延伸,并向高速化、综合化发展;气象通讯系统正在向天地一体化的宽带网发展,推进无线接入,实现电信网、计算机网和有线电视网的三网融合;信息应用将更加广泛,并向多媒体综合应用发展;计算机应用水平将不断提高,高性能计算机的应用向大规模并行计算、网格计算发展。一个高速、综合、可靠的气象信息网络系统必将在21世纪的气象事业发展中发挥重大作用