元宇宙產(chǎn)業(yè)洞察 | 元宇宙天氣預(yù)報(bào)，讓天氣從此只是天氣

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文｜番攤123

來源｜元宇宙與碳中和研究院

ID：gh_98b10638118d

題圖｜123RF

1900年的巴黎世博會(huì)，英法德等國(guó)均展出了一組獨(dú)特的漫畫，主題都是對(duì)2000年社會(huì)生活的預(yù)測(cè)，雖然漫畫內(nèi)容各有千秋本質(zhì)卻大同小異。在一個(gè)多世紀(jì)后的今天再回看這些漫畫又別有意味，有的今人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)甚至還做的更好，比如漫畫里有自動(dòng)打掃房屋的機(jī)器仆人，就沒有現(xiàn)在的掃地機(jī)器人更小巧；有的內(nèi)容至今甚至沒有雛形，比如放進(jìn)布料就能根據(jù)客戶身材數(shù)據(jù)自動(dòng)生成衣物的自動(dòng)制衣機(jī)；還有的今人正在努力但距離前人的想象還有差距，比如精準(zhǔn)預(yù)測(cè)并隨意改變氣象，這也是今天要說的內(nèi)容。

人類對(duì)氣象的觀測(cè)與研究由來已久，在兩千多年前的中國(guó)東漢時(shí)期，“科圣”張衡就發(fā)明了測(cè)量風(fēng)向的“相風(fēng)銅烏”，又名“候風(fēng)鳥”，“候風(fēng)儀”，經(jīng)過后代的逐漸完善成為了現(xiàn)在常見的風(fēng)向標(biāo)。還有更古老的二十四節(jié)氣，雖然感覺更像玄學(xué)但背后的確暗合歷法，時(shí)節(jié)和氣象。這些發(fā)明創(chuàng)造對(duì)氣象觀測(cè)的意義是舉足輕重的，之后很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人類的氣象觀測(cè)都停留在數(shù)據(jù)收集階段，對(duì)未來的預(yù)測(cè)極為有限且準(zhǔn)確度堪憂。一直到20世紀(jì)，各種新科技的運(yùn)用幫助人類突破了空間限制，對(duì)未來的預(yù)測(cè)時(shí)間也逐漸增長(zhǎng)，但準(zhǔn)確性還是不高。現(xiàn)在，人類的氣象觀測(cè)又有了新的方法。

大數(shù)據(jù)

氣象觀測(cè)源于對(duì)氣象數(shù)據(jù)的收集，如果僅限在微小的時(shí)間、空間范圍內(nèi)，人力或許還能應(yīng)付。但以國(guó)內(nèi)的幅員遼闊，氣象災(zāi)害頻發(fā)，氣候復(fù)雜多變，各地差異甚大的現(xiàn)狀來看，不使用大數(shù)據(jù)無疑是自討苦吃。對(duì)未來天氣的預(yù)測(cè)都要從當(dāng)下的情況出發(fā)，僅北京市區(qū)內(nèi)外就分布有大約五百個(gè)自動(dòng)氣象站，收集來自城市各個(gè)角落的風(fēng)速、風(fēng)向、空氣濕度等信息，除此以外還有探空氣球、飛翔在頭頂?shù)臍庀笮l(wèi)星以及部署在眾多城市的天氣雷達(dá)等。從過去守著電視看天氣預(yù)報(bào)，到如今在手機(jī)上隨時(shí)隨地查看任一時(shí)間的天氣，天氣預(yù)報(bào)技術(shù)每一次的進(jìn)步背后，都離不開大數(shù)據(jù)的有力支撐。

目前聯(lián)科氣象大數(shù)據(jù)就是國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的佼佼者，憑著十多年數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)、十年零售業(yè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)以及精準(zhǔn)的天氣預(yù)測(cè)模型，聯(lián)科氣象大數(shù)據(jù)分析方案可幫助零售商改善需求計(jì)劃，優(yōu)化供應(yīng)鏈，同時(shí)增強(qiáng)商店績(jī)效。

可視化

自天氣預(yù)報(bào)成為電視節(jié)目后就面臨幾個(gè)痛點(diǎn)，首先是枯燥的數(shù)據(jù)難以直觀表現(xiàn)，再次是難以吸引年輕群體。從個(gè)人感受來說，我對(duì)天氣預(yù)報(bào)的關(guān)注更多是因?yàn)锽GM《漁舟唱晚》的動(dòng)聽，以及能借此大致了解到中國(guó)地理與城市，但這些對(duì)別人未必有吸引力。因此前一陣就有外國(guó)的天氣預(yù)報(bào)在內(nèi)容上創(chuàng)新，即天氣預(yù)報(bào)3.0，運(yùn)用全息投影等特效將數(shù)據(jù)內(nèi)容直觀的呈現(xiàn)在觀眾眼前，既一目了然又引人入勝。

不過這種技術(shù)的成本較高，對(duì)影視等相關(guān)行業(yè)也有較高要求，國(guó)內(nèi)有一些企業(yè)也正在積極探索這種方式。

人工智能

更快更準(zhǔn)是天氣預(yù)報(bào)不懈的追求，天氣預(yù)報(bào)和人工智能堪稱絕妙組合。天氣預(yù)報(bào)依賴大數(shù)據(jù)，人工智能天生就能處理大數(shù)據(jù)；假如大數(shù)據(jù)的密度不夠，人工智能的推斷能力就可以彌補(bǔ)不足。此外人工智能還可以總結(jié)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，提高預(yù)測(cè)水平以；以及利用統(tǒng)計(jì)與數(shù)值模式中無法利用的抽象預(yù)報(bào)知識(shí)等。

隨著二者結(jié)合的日益深入，“智慧氣象”也逐漸引人注目，墨跡天氣就是目前國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的杰出代表。其創(chuàng)始人兼CEO金犁曾形象的說：“我認(rèn)為氣象是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一把‘鹽’，放多放少能影響到炒好經(jīng)濟(jì)這盤菜。”墨跡與國(guó)內(nèi)外專業(yè)的氣象機(jī)構(gòu)合作，每天可以獲得350G左右的數(shù)據(jù)，而且還保持挖掘龐大用戶群體的“用戶數(shù)據(jù)”。墨跡于2012年上線的“時(shí)景社區(qū)”能通過AI圖像技術(shù)，識(shí)別用戶上傳的照片，預(yù)防氣象災(zāi)害。每天有幾十萬張時(shí)景照片上傳，借助時(shí)景社區(qū)億級(jí)真實(shí)的氣象數(shù)據(jù)圖片，墨跡可覆蓋的監(jiān)測(cè)范圍比基站更廣，在預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度上也提高了5%到8%。

元宇宙

眾所周知元宇宙是眾多先進(jìn)技術(shù)的集合體，各種技術(shù)相互配合協(xié)作完成共同的目標(biāo)。目前國(guó)家主打的“天”字號(hào)系統(tǒng)就是典型：綜合氣象觀測(cè)產(chǎn)品系統(tǒng)“天衍”、氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)“天擎”、綜合氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制系統(tǒng)“天衡”、氣象綜合業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)“天鏡”，堪稱是現(xiàn)實(shí)版的“四大天王”，下面來簡(jiǎn)要介紹。

天衍

“衍”通“演”，指推演、測(cè)算，表示各類數(shù)據(jù)產(chǎn)品的算法是由原始觀測(cè)數(shù)據(jù)延伸推演而來。“衍”還有種類多、數(shù)量大之意，暗含天衍系統(tǒng)融合了雷達(dá)、地面、風(fēng)廓線、雷電等多源數(shù)據(jù)資料，觀測(cè)種類多、數(shù)據(jù)量龐大，觀測(cè)信息豐富全面之意。通過人工智能識(shí)別、大數(shù)據(jù)處理等手段，“天衍”能夠做到從“CT級(jí)”到“全息級(jí)”觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰雹、雷暴、大風(fēng)、強(qiáng)降水等天氣過程的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，并對(duì)能見度、雷電判識(shí)、臺(tái)風(fēng)定位、雨滴譜等多類精細(xì)化特色產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。現(xiàn)在通過與更多算法合作，“天衍”也可滿足個(gè)性化定制需求，受到交通、建筑、農(nóng)業(yè)等企業(yè)的普遍關(guān)注。

天擎

“擎”即支撐、引擎，表示天擎全面管理和提供數(shù)據(jù)、算力、算法等資源，支撐氣象“云+端”業(yè)務(wù)，是“云+端”業(yè)務(wù)技術(shù)體制建立、氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“擎天白玉柱”“架海紫金梁”。“天擎”可將氣象行業(yè)數(shù)據(jù)與算法資源整合，使算法向數(shù)據(jù)傾斜，解決過去各系統(tǒng)對(duì)同一數(shù)據(jù)的反復(fù)調(diào)用、存儲(chǔ)、傳輸帶來的數(shù)據(jù)冗余等問題，成為氣象部門適應(yīng)新時(shí)代，推進(jìn)氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)、優(yōu)化全流程業(yè)務(wù)的重要推力。

“天擎”的本質(zhì)特征是“云+端”，有了它，算法開發(fā)和運(yùn)行者不必關(guān)心數(shù)據(jù)在哪里，只需開發(fā)和提交算法就可運(yùn)行出產(chǎn)品。再結(jié)合高性能的算力支撐和流水線調(diào)度運(yùn)行，使全局業(yè)務(wù)流程達(dá)到最優(yōu)，促進(jìn)協(xié)同應(yīng)用。氣象產(chǎn)品流水線式調(diào)度加工使用戶可以專注研發(fā)算法，無需關(guān)注運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)資源、運(yùn)行時(shí)效、產(chǎn)品管理、運(yùn)行監(jiān)控等事務(wù)，可用于國(guó)內(nèi)外氣象數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)、社會(huì)觀測(cè)數(shù)據(jù)等。截至目前，全國(guó)大部分地區(qū)都已完成“天擎”1.0版本的部署工作。

天衡

“衡”通“橫”，有“縱橫”之意，表示“天衡”是以全方位、多維度的方式，同步監(jiān)控各個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)質(zhì)量情況。“衡”也是古代稱量的容器，引伸為比較、對(duì)比等含義，以展開監(jiān)測(cè)、質(zhì)量控制、診斷勘誤和數(shù)據(jù)評(píng)估。從天氣雷達(dá)到國(guó)家地面站等各種觀測(cè)設(shè)備，從遍布全國(guó)的觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取到數(shù)據(jù)評(píng)估，這些都離不開“天衡”。

“天衡”由數(shù)據(jù)獲取、質(zhì)量控制、診斷勘誤、數(shù)據(jù)評(píng)估四個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)組成，可實(shí)現(xiàn)“一張地圖看好壞”。現(xiàn)在隨著數(shù)據(jù)評(píng)估的擴(kuò)展，結(jié)合裝備運(yùn)行保障信息，深度挖掘觀測(cè)端數(shù)據(jù)情況，觀測(cè)端數(shù)據(jù)質(zhì)量問題得以改善，內(nèi)容更豐富、結(jié)果更可靠。

天鏡

天鏡是氣象綜合業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，如同一面鏡子反映氣象業(yè)務(wù)全流程中信息流動(dòng)、系統(tǒng)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)安全動(dòng)態(tài)等指標(biāo)。在這面鏡子的幫助下，氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)實(shí)現(xiàn)了一體化運(yùn)行，管理現(xiàn)代化和信息化水平得以明顯提升。

?“天鏡·湖南”智能監(jiān)控平臺(tái)

上百種氣象資料的傳輸情況、幾十個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、氣象云資源池的精細(xì)化監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全的全面態(tài)勢(shì)感知等，均能通過“天鏡”一體呈現(xiàn)。在“天鏡”的幫助下，氣象信息業(yè)務(wù)形成統(tǒng)一運(yùn)維體系，向著集約化、綜合化、流程化的階段邁進(jìn)。

人類的演變歷程就是與自然界斗智斗勇的過程，期間雖有“人定勝天”之類的豪言壯語但終究只是語言。恩格斯在《自然辯證法》中說：“我們不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓?duì)自然界的勝利。對(duì)于每一次這樣的勝利，自然界都對(duì)我們進(jìn)行報(bào)復(fù)。每一次勝利，起初確實(shí)取得了我們預(yù)期的結(jié)果，但是往后和再往后卻發(fā)生完全不同的、出乎預(yù)料的影響，常常把最初的結(jié)果又消除了。”雖然現(xiàn)在有“四大天王”之類的高科技，但人類終究只是自然界中的一部分，“敢叫日月?lián)Q新天”還是僅僅作為文學(xué)作品來賞析吧。

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