明天会下雨吗?中国气象局联合阿里云告诉你

2019-03-08 14:04 网络整理

世界在线商务记者王安忆

近日,江浙沪人民的问候已成为“明天会下雨吗”。以浙江省为例,去年12月以来,全省平均累计日照时数只有138小时,合计不足6天。

在“长蘑菇”的日子里,你可能会发现手机应用程序中的天气预报现在太准确了。如果你不知道太阳不会照耀你,你就不会时不时地给人惊喜和意外。如何才能实现如此精确的天气预报?在这背后,还有阿里云的力量。

明天会下雨吗?中国气象局联合阿里云告诉你 天气预报背后的计算 从利用旗帜观测风向,到东汉张衡发明相风铜鸟,古代中国人很早便通过各种手段观测天文气象。随着宋代量雨器圆罂、清代测雨台的出现,中国人创造发明了诸多观测方法和观测仪器,试图通过观测温度、湿度等气象要素,来预测未来的气象状况。

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古人用旗子的方向来观察风向。

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1958年8月25日中国人民邮政发行的“古气象仪器”图章,以襄风铜鸟图为中心。

古人的这些方法基本上符合现代天气预报的原则。不同的是,现代天气预报所收集的观测数据更全面、范围更广。除了温度、湿度和风力条件外,还有大量与大气和地球表面有关的数据。

例如,一场台风正在西太平洋形成。在两到三天内可以在广东省沿海登陆。对台风运动路径、强度和登陆点进行预测是必要的。卫星观测是一个重要的基础。根据卫星观测,可以观测到以往台风的轨迹和强度,以便随时修订预报,然后与华南和华南结合。海域气象资料综合预测。

为了实时处理、存储、查询、分析和统计海量气象数据,实现大规模、高精度的大气数值模型计算,需要依靠大型高性能计算机提供的超强计算能力。

1953年,美国气象局率先使用大型计算机进行天气预报,大大提高了天气预报的准确性。

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国产大型计算机757

在中国,计算机也很早就被用于灾害预测。1981年,四川发生特大洪水,湖北下游水情紧张,荆江是否需要溃堤改水的讨论面临两难境地。如果堤坝不被洪水冲破,将严重威胁数百万人的生命。但是,如果堤坝被洪水冲破,将影响下游40万人和60多万亩农田。

通过主机计算气象资料,根据气象人员的修改判断,得出未来3-5天内无降雨的结论。由于水情可控,不需要主动破堤,避免了相应的损失。大气象数据“向上移动”,大洋彼岸的一只蝴蝶拍打着翅膀,可能会使地球彼岸的气候发生剧烈变化。“阿利云气象算法专家杜辉解释说,近年来,随着气象卫星的不断升级和CLOU的整合,气候变化可能会变得更加剧烈。”D计算、大数据、人工智能等新技术,中短期天气预报精度不断提高。

2013年,EarthRisk开发了一个新的数据模型来预测极端天气事件。该模型可以通过分析过去60年820亿个气象数据来识别天气模式,然后将其与当前情况进行比较,预测未来40天的天气。

同样,根据近60年来的气象数据,为了观察气候变化趋势,中国气象局发现阿里云是一名助手,并于2014年开始使用大数据进行天气预报。

杜辉说:“气象局积累了大量的气象数据,包括常规观测(地面和测深)和非常规观测数据(如卫星和雷达数据)。此前,气象局的数据基本上是以文件的形式存储的。因此,在建模过程中,应考虑计算机对数据文件的处理能力和时间。

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卫星云图(中国气象局图片)

“气象数据文件比较复杂。”模型绘制的网格数据、图表中的温湿度变量、以及数万个观测站、卫星数据和雷达数据也涉及其中。为了让所有数据真正“活”起来,云计算平台的强大功能是一个非常好的工具。”

此外,中国气象局还通过阿里云进行了大量深入的数据挖掘项目。例如,基于雷达数据深度学习的未来2-3小时定量降水预报,可以较好地解决天气预报中的非线性问题。为什么云计算帮助气象学家认为天气预报以前是不准确的?因为在气象观测的“眼睛”中有一个盲区。气象机构安装的雷达和卫星设备就像是一个捕捉天气变化的网络。然而,网络是稀疏和密集的,其分布不均匀。例如,有些海洋和沙漠地区不在观测范围内。有时,影响半径数十公里的小尺度变化会不经意间逃过观测系统的“眼睛”。

在天气预报中,如雷达监测的天气数据,最终的分析和判断取决于气象学家的经验。专家们在办公室里盯着电脑,用肉眼观察过去半个多小时的雷达地图,色彩斑斓的不同色块,代表着不同的信息,曲线和直线都是趋势,一张地图通常被观察10秒钟左右。”但专家靠经验来预测,也会有信息不读。杜辉说。

本机“看”不同的图片,“不是一秒钟,而是每秒几十张图片”,经过中国气象局与阿里云的合作,结合大数据和云计算,通过对雷达图和数据表的深入研究,可以更好地预测短期强对流天气。

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全国降水预报图(中国气象局图片)

“然而,目前人类的作用是不可替代的。”杜辉说,每一位气象专家都有不同的经验,对数据和雷达图的解读也会有所不同。除了相互协商外,阿里云给出的数据预测也为专家提供了各种参考,以尽量减少不确定性。”随着所提供数据的增加,预报的准确性自然提高,“阿里云除了常规天气预报外,还积极运用新技术对洪水、台风、地震等极端天气和气候事件进行预警。

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浙江省水利厅台风路径实时分配系统中超级台风“飞燕”的实时路径

浙江省水利厅结合地图、可视化、云计算等技术,建立了“台风路径实时发布系统”网站。用户可以实时查看每个台风的当前位置、风力大小和预计降雨量。该网站通常只有几千名游客,在2015年的“坎洪”期间达到了500万人的峰值。同时,这些预测也可以在支付宝和高德等应用程序上查看。

明天会下雨吗?中国气象局联合阿里云告诉你

武警开展防洪演习

过去,防洪工作主要依靠专业防洪人员的经验和领域知识进行分析预测。随着水文气象资料的爆炸性增长,传统防洪面临着专业人员缺乏、资料滞后时间长、信息片面等多重挑战。2018年,金华市政府与阿里云合作,建立防洪指挥决策平台。通过大数据分析,可以判断洪水风险,预测灾害发展趋势,科学制定灾害应对方案。

此外,地震是人类试图破解的秘密之一、

早在三年前,阿里云就开始探索使用云计算来“计算”地震。2016年10月,阿里云与中国地震局地球物理研究所达成合作。“中国上千个地震台站,两个五年数据之间”的计算任务预计需要一年时间,但在云计算中,计算在48小时内完成。这也是中国地震局地球物理研究所首次尝试使用云计算。

随着气象资料的积累和气候条件的日益复杂,未来天气预报对计算的挑战越来越大。”无论是日常天气预报还是极端天气预警,你看到的无限接近未来的能力都是基于计算,特别是云计算。