陈有利 沃伟峰 钱燕珍

(宁波市气象台，浙江 宁波 315012)

宁波市短临业务平台建设的思考*

陈有利 沃伟峰 钱燕珍

(宁波市气象台，浙江 宁波 315012)

短临预报服务是气象工作的短板，宁波市气象台把十三五期间宁波市气象局建设市县一体化业务平台作为突破口，在认真调研学习先进地区先进做法的基础上，结合本地实际情况，提出了加强基础数据链路建设、短临技术引进和开发、统筹业务应用功能建立可扩充业务平台、充分结合终端用户需求的业务拓展、及能满足多资料监控报警功能业务化和开发坐席的多功能平台等建设思路，以期能承上启下，高效地做好短临预报服务。

短临业务平台；建设；思考

0 引 言

近年来在各方努力下，天气预报的水平有明显提高，但有些瓶颈始终没有突破，如临近强对流强降水预报、10 d以上的中长期预报、极端天气气候的预测等，这些方面预报水平提高不明显，难以满足政府和市民对天气预报的需求。为了弥补短临和中长期预报技术的研发能力偏弱，现有的各种预报系统过于分散、存在扩展性不高、流程不统一、服务能力弱等问题，十三五期间宁波市气象局把短临平台建设作为突破点，通过建设市县一体化综合业务平台，以提高短临天气预报服务所需的监测、预报、制作、分发、联动等功能，高效地完成短时强天气的判断、预报和快速服务到点的目标，以期在短临天气预报服务上有所突破。

短临预报与传统的天气预报最大的区别是时效性和服务方式，从时效上来讲对资料的采集，到报要求非常高，而且马上能够引起预报服务人员的注意。服务方式多样，需要更迅速、更全面地切入到公众的生活中。因此需重点关注数据环境建设、预报技术支撑、预报平台支持、预报业务流程和应用服务等5个方面。

1 现状、需求和定位分析

1.1 现 状

宁波目前的业务平台，没有专门的短临平台，无法实现监测、预报、分发服务产品业务化迅速实现的功能。目前宁波市气象台无论在数据、技术支持、平台方面都有较大欠缺。主要问题具体体现在：

1)缺乏完整的数据采集和监控体系，数据环境基本上只能做到市本级数据较为及时，即使如此，当自动站或者雷达出现问题时，也不能及时的反映到预报员平台上。自动站方面，除了省台提供的地面观测软件外，无法及时共享周边地区的数据。观测整体数据链路的时效性未做过优化，基于基数据和自动站算法延时会比较久。

2)缺乏足够的预报方法支持，当前临近外推预报以省台的网页版系统为主，该系统主要提供雷达拼图和单体外推功能，而SWAN未进入实际使用，因此能够集成到业务环境中的短临方法支持极为有限。宁波也没有很好地发挥自己在短临预报技术总结的作用，虽然有一些预报服务产品，熟悉的人也在应用，但存在着使用面不广、应用不方便等问题，没有把相关研发产品都放在一起，方便大家随时研用。

3)制作平台功能单一，仅仅是预警制作和录入功能为主，不具备实况监控，预警提醒，市县一体的联防联动等能力。

4)决策服务支持偏弱，短临体系无法提供给决策服务单位实时有效的天气信息，仅仅局限于短信和预警信号这些传统的内容，这些渠道发送均较为缓慢，往往收到短信时，天气已经发生了一段时间。

5)作为市级单位的宁波预报员人数有限，目前还没办法单独安排一个班，所以对平台系统的集成高效有更高的要求。

总体来说，数据、方法、监控和制作发布几大环节均处于割裂状态，亟需一个统一的平台来实现短临业务的一体化和流水线操作能力以及通过网络共享信息的能力。

1.2 需 求

短临预报的特点决定了整个业务中，数据、技术支持、平台、业务和服务是紧密结合的，并且短临预报根本上是由终端用户需求驱动的，需要根据实际需要去开展业务。整个业务链应当是实时高效的，目前宁波市气象台在数据、技术支持、平台方面都有较大欠缺，影响到业务和服务的开展。我们的建设目标应当是建立实时的、稳定可靠的数据环境，为气象台和其他业务单位提供数据共享服务；建设基于互联网思维的，能够很好对接省台指导预报的，市县一体化业务平台，具备分布式和耦合的可扩充体系，具备一定的业务扩充能力，具备科研和业务结合的能力；开展精细化、自动化的预报能力建设，有能力为大型活动和专业服务提供定时定点的预报；业务和服务上积极探讨短临相关的需求，借助互联网，融入智慧城市建设。

1.3 定 位

作为市级单位，短临平台应当能够及时对接本市以及周边县市的数据，具备完善的实况监控和提醒功能，对上实现省级短临指导预报的实时接入和反馈，对下能够连接属地的各个区县局，实现预警预报指导和一体化联动功能。在决策服务上，能够直接对接服务对象和相关的重点单位，利用网络的特性，实现天气实况和预警信息的实时联动和流转，使气象台真正作为市一级的天气实况监控和反馈的一线阵地，及时发布预警和天气信息。

宁波气象台是市级单位，上有省气象台的业务指导和支撑，下有区县气象局需要指导和提醒，作为市级气象单位，主要是承上启下的作用，同时还有自己的预警预报责任范围。如强回波出现，或可能东移发展影响时，目前省台短临基本上都有很及时的预警提醒，这可以很好地预防可能出现的漏报，省台的提醒能够起到双保险的作用。那么这时宁波往往也会发现回波情况，市台在省台的提醒后，结合自己的分析，然后提醒区县气象局。目前来看省台的提醒往往是定性的成份偏多，更加注重提醒功能。而作为市级气象台更需要给区县气象局定量的、更具体的预警预报指导，同时要结合服务的需求，还要做自己的预警工作，所以对平台的需求既有分析技术层面的要求，更有操作简便、快速通达完成服务的需求。

2 调研分析

2.1 调研学习

为了更好地解决目前业务平台存在的问题和不足，开阔视野，学习先进的做法，宁波市气象局、市气象台及镇海、鄞州区局相关人员赴深圳和广州对当地的业务平台和技术支持进行了为期三天的调研，初步了解广深两地短临预报平台和短临预报的技术开发，以及他们的先进经验。主要体现在以下几个方面。

2.1.1 重视基础数据环境建设

广东省气象局作为华南地区区域气象中心，这些年对基础数据环境的建设极为重视，广东省亦是全国首个进行雷达同步观测的省份，省局专门具有数据中心负责数据的采集，同时协作公司在开发大数据服务方面也积累了相当多的经验。深圳气象台和广东省气象台，受益于完备的基础数据环境，在基础数据监控方面均做的很好。深圳气象台在短临预报的数据应用包括雷达、自动站、卫星云图、闪电定位和其他一些非常规观测数据，并且可以通过省局的数据中心获得省内的实时的其他天气雷达和自动站的数据，时效性较好，同时能够接受日本葵花8等高分辨率的气象卫星数据。

2.1.2 有较好的短临预报的技术支持

包括临近外推技术和基于模式的短时预报技术，主要提供预报员客观预报参考产品，深圳气象台的主要客观预报参考平台是POUNDS系统，该系统后台包括了雷达拼图，自动站实况，云图实况，强天气外推，降水估测等临近预报产品，前端以网页形式提供预报员调用展示。该系统建设至今已有10余年，系统前端与以前相比变化不大，系统技术较为陈旧。近年来主要发展包括增加了部分新的客观算法产品，集成新的观测资料，和SWAN等系统提供的产品。深圳的临近预报算法主要是依靠长期合作的公司开发，该系统目前主要的外推的方法以光流法为主，据公司介绍计划中还将继续改进添加算法，比如天气分型等工作(其实也提了很长时间了)。

广东省台的短临参考系统目前是SWIFT2.0系统，该系统从SWIFT1.0的本地版改版为网页版，同时也集成了SWAN等其他产品，主流外推也采用了光流法。综合看来广东和深圳的预报技术整体依旧使用经典算法，受香港SWIRLS研发影响，普遍使用光流法来做外推，而实际上临近预报算法的改进目前国内也整体处于一个瓶颈期间，光流外推实际上也并不是一个普适的算法。

短时预报主要靠数值模式支撑，由于深圳市具有相应能力的超算，因此可以实现1 h一次的模式输出，另外有小范围的6 min一次的雷达数据同化输出，同时深圳也有购买了欧洲中心定制的数值预报产品。广东省台的数值预报支撑同样有1 h一次输出的模式产品。短时预报方面未来主要还是需要依靠模式解决问题。

2.1.3 产品制作平台较为集成

深圳的业务相对较为简单，主要通过网页方式来完成预报制作，使用POUNDS前端网页提供预报员参考资料的查阅和分析，而预报制作是在分区预报系统中完成，分区预报制作主要编辑市辖各区的要素预报时序产品，也就是一个参考系统，一个制作系统的模式。相对深圳，广东省局的业务更为繁重，包含了大量的专业服务，无法把全部业务完全切换到统一的平台上，因此广东省局的主要是平台还是网页加本地程序结合的方式，有多种产品制作平台。而平台应用IT技术上，POUNDS由于开发时间较长，在WEB技术上近些年改进不多，相对来说，SWIFT2.0开发时间较短，会应用到一些比较新的技术。

2.1.4 预报业务简洁高效

在短临预报的具体业务方面，深圳目前包括了预警发布，分区预报等业务，由于深圳的特殊性，没有县一级的气象局，因此主要预报都是市一级完成，不存在市县联动等问题，业务模式反而简单。其分区预报业务可提供1 h时间分辨率的预报产品，实际上每天人工修订3次，同时系统自动后台连续修订。相比之下，广东省台的短临业务较多，除了预警，很大一部分的专业性服务也被放在了短临科。

2.1.5 应用服务可圈可点

短临预报的价值体现在应用服务，海量的观测数据、预报产品与用户信息和需求的实时结合，在互联网思维下，应用不断发展的网络和IT技术，会衍生出大量贴近生活的需求。深圳台的预报产品中就包含上下班天气等比较实用的产品。我们也看到深圳气象台除了常规的决策、公众服务外，亦在关注研究第三方公司的气象解决方案，理解公众和行业对气象的需求。同时在气象科普上也做了大量工作，按排了专门的班，时刻回答市民的问题，为良好沟通创造了条件，有助于提高公众的预报接受度和理解度。

2.2 分 析

综上，深圳气象台和广东省气象台在基础数据部分都做的比较扎实，广东省级的数据处理和数据共享在全国范围内也是较为领先的。而临近预报技术和方法上受当前科研制约，整体变化不大，短时预报更侧重快速更新的数值预报技术。从预报业务来分析，深圳的业务较为扁平，基本是市本级业务，而广东省局的业务则更为繁重，包含了专业服务，地市级指导等工作。平台建设方面，两地的IT环境均较好，这是宁波所不具备的条件。而从另一方面看，深圳的平台本身多年来升级的也并不多，并未用上更多的新技术，而且网页平台也并未有很好的规划，存在业务增加，平台过多的问题，这是我们平台研发应当尽力避免的问题。

同样结合浙江省的短临业务来看，省台在数据方面相对市级具有明显的优势，省级信息中心的定位要求决定了省级的数据一定是能够在较好的时效范围内获取并向省台提供服务。同时省台在短临方面也开发了多个功能性的应用，比如雷达拼图外推，预警上报等页面，从方法支持上来看，外推等功能具有一定的参考意义。但省级和市级的定位区别决定了省市间存在较大的差异，省级提供的外推一类的产品也较为有限，无法提供本地化的信息和参考，同时省台的开发更多倾向于向开发公司提功能需求，而较少考虑信息技术方面的业务建设标准，总体省级的短临相关体系处于功能各自分散，没有统一的平台载体，缺乏一致的技术标准的局面，长期也会存在业务平台不断增加的问题，并且忽视技术标准导致无法实现省市协同开发，建设统一平台的需要。因此对于建设完整的市县一体化短临业务平台而言，省级目前能够提供的参考极为有限，业务流程建设方面均需本地自主解决，本地化的应用和服务部分更应具备市级特色，能够紧密连接本地决策服务对象，实现信息互通互动能力，这些都是省级无法支持实现的内容

3 结 语

结合当前十三五规划中业务平台的建设，在更好承接省气象台短临业务指导思考的基础下，当前的设计方案对数据环境的初步建设和系统平台可扩充性建设都有初步考虑，数据环境方面要求实现初步的服务方式的数据接口，并提供多种数据访问方式。同时确认数据的时效性问题。系统平台要求建立分布式的功能架构，和公用的可扩充功能模块，可随着业务扩充具备一定能力的扩充性。具体需要加强5个方面工作。

1)基础数据链路的建设：建设市级数据共享平台，包括多种数据形式，接口和服务。对市本级的自动站，雷达等数据到达平台的时间做具体要求。整合其他手段的观测数据，引入葵花8等高分辨率云图数据。结合省里的CIMISS建设的情况，打通周边市的数据共享。

2)短临技术引进和开发：扩大基础短临产品的盘子，考虑引进一批业务使用的短临系统(比如BJ-ANC等)，进行综合集成，建设短临产品综合参考平台。加强数值预报在短临中的应用，根据本地具体情况，尝试一些模式方面的快速同化和快速更新应用。建立短临方面的技术小组，培养相关人才。结合高校开展预报人工智能的研发。

3)加强平台建设：统筹业务应用功能，建立可扩充的业务平台，能够体现市县互联互动的业务体系。避免业务越多平台越多的情况出现。实现精细化和无缝化预报能力以及市县一体化的互联网模式平台。平台应当能够完成定点定时的短临天气预报产品制作，满足日常和大型活动保障需求。

4)结合终端需求的业务拓展：短临的生命线在于及时有效的预报，和传统的预报按时预报不同，短临更需要结合最终公众和市场的应用需求，在整合数据链路，平台和技术研发的支持下，应当从终端用户需求来尝试建立相应的业务和发布手段来满足用户需求，建立定点定时预报的技术储备，可先空转部分实验性业务，以备将来满足一些特殊的服务需要。

5)平台硬件建设：当前宁波市台的短临业务基本从属于传统预报业务模式，缺乏多屏监控，主动报警等手段，预报员更多是被动去等天气发生，平台的大屏幕更多的是一种展示效果，并未能辅助预报员去监控分析天气，因此建议在平台改造的时候，增加相应的硬件资源，满足多资料监控，报警的功能，包括业务和开发坐席，以便业务和科研能够在实时环境中对接，并能真正支持可空转的实验性业务建设。

[1] 矫梅燕.探索公共气象服务发展的体制机制创新[J].浙江气象,2010,30(4):3-6.

[2] 王仕星，谢国权，冯国标.浙江省公共气象服务业务平台建设框架设计[J].浙江气象,2009,30,增刊:1-6

[3] 李超，李蕊，刘胤田.市县级公共气象服务集约化业务平台设计[J].气象科技,2016,44(3):363-368.

[4] 许小锋.强化气象灾害监测预警 提升应急防灾避险能力—解读《关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》[J].中国应急管理，2011(8):50-52.

2017-04-02

*资助项目：宁波市气象局十三五重点项目——宁波市县域暴雨精细化系统暨市县一体化平台。