南京信大氣象科技有限公司實踐論文

氣象工作幫助人類在有利的天氣和氣候中獲得效益，在避免氣象災害中減少損失。商業化氣象服務的產生是由於氣象事業發展迅速而政府撥款相對減少，政府給氣象部門的經費增長遠低於氣象部門的需求增長，因此各國氣象部門根據本國經濟發展水平和經費狀況確定是否開展商業化服務以及開展商業化服務的規模。美國、日本、加拿大及歐洲一些國家等都是開展商業氣象服務較早的國家，他們的商業化氣象服務目前正呈蓬勃發展趨勢，而我國的商業氣象服務纔剛剛起步。

中國氣象服務協會於2015年5 月13日正式成立，協會發布了《中國氣象服務產業發展報告(2014)》。根據該報告，我國氣象服務市場的潛力巨大(2014年爲39億元)。到2025年，包括氣象科技服務、氣象資訊服務、氣象裝備製造和氣象資訊衍生金融服務等在內的氣象服務市場規模將達3000億元。近幾年我國氣象服務產業不斷壯大，氣象服務已拓展到農業、交通、能源、海洋、健康、旅遊、保險、氣候資源開發利用，以及災害防禦等領域。社會力量參與氣象服務熱情高漲，以新媒體爲例，由社會企業發佈的天氣類手機app數量已超500個，排名前20的用戶綜合下載量超過6億次，發展空間十分廣闊。

互聯網時代，我國氣象服務體系目前尚不能有效滿足社會需求，不同部門的氣象數據相互封鎖，嚴重製約了氣象服務產業的發展;同時，外國成熟的氣象服務企業已開始佔據我國海洋氣象導航服務市場，給我國氣象服務業帶來嚴峻挑戰，這要求我們轉換思想，積極改變來面對這些挑戰和困境。

1 氣象服務的新模式

1.1 基於移動社交平臺的氣象服務新模式

從基於web的中國天氣社區到基於移動互聯網的Weddar(一款手機上的天氣應用)，天氣通的天氣微博，墨跡天氣，以及景象天氣的實景天氣都很好地詮釋了社交平臺對於天氣服務的重要意義。社交元素的融入一方面加強了資訊發佈方與受衆之間的互動，形成良性反饋循環，增進傳播效果;另一方面也擴充了資訊的時效性和可信性。移動終端已經成爲人們瞭解天氣的主要入口，所以對於氣象服務的從業者來說，轉變觀念是當務之急，如何有效地把社交元素整合進現有服務產品或新產品中是未來一段時間亟待攻克的難題之一。

1.2 基於用戶體驗的氣象服務新模式

在這個注重品質的時代，良好的用戶體驗會明顯提高產品競爭力，增加用戶黏度。比如，互聯網中虛擬化技術的引進爲天氣服務產品帶來了表現力更強、更直觀的體驗，中央電視臺每晚的《天氣預報》從很早就加入了虛擬化的應用。隨着虛擬主持人和虛擬場景更加智能化，未來氣象服務在展現方式上將很有可能完全虛擬，這會是未來的氣象服務結合互聯網的一大新的應用。

1.3 基於智能天氣設備的氣象服務新模式

互聯網的發展，使得設備長期在線化成爲現實，類似於個人微型氣象站的智能天氣設備等發展十分迅速。這種智能天氣設備集成了溫度、溼度、光照、氣壓、紫外線等傳感器，廣泛分佈在城市的各個方位，測量實時的天氣資訊，有的`甚至內置170°超廣角攝像頭，能夠在白天每隔3～5min拍攝一張照片上傳到雲端。這種天氣資訊用一張張實時的天氣圖片進行展示，再附上具體的溫度、溼度和紫外線數據，天氣情況一清二楚。智能天氣設備可以無視距離，進而獲得目標地點精確的實時天氣資訊，生成微型天氣預報，在日常工作、出遊等方面都有着廣泛用途。當上千臺這樣的設備連接到雲端，就可以獲得一個城市的離散天氣預報。

這種新的氣象服務除了實時準確之外，還可以附加諸多更爲人性化的定製資訊，甚至可以和可穿戴設備結合，把個人身體特質與天氣資訊融合到一起，根據當日天氣狀況和節氣等氣象因素爲用戶提供健康建議。

2 氣象服務產業化新思路

2.1 市場化與開放服務市場

氣象服務市場化是破解氣象服務產業困境的首要措施。只有明確了公益氣象服務與氣象服務市場的區別，才能對氣象公益與私益採用不同的保護標準、原則和方式。公益氣象服務由政府供給，其他的氣象服務產品都應由市場提供。在《氣象法》中引入市場競爭機制，構建可操作的市場制度，爲開放氣象服務市場提供相應的制度支援。

2.2 共建數據共享平臺

氣象數據的共享對氣象服務產業化至關重要。完全免費地把氣象原始數據向公衆開放，這在很大程度上爲產品的市場化運作降低了門檻，完整的市場化體系也能迅速形成。可以參照國外發達國家的經驗，出臺數據密級劃分的規定，成立氣象數據交易的管理機構，引導形成不同類型氣象數據的市場交易價格;鼓勵並培育商業氣象數據的中介交易人才，形成一批中介交易機構，待條件成熟後，嘗試建立商業氣象數據的現貨和期貨交易市場。對於全社會而言，氣象數據也是極其珍貴的資訊資源。氣象數據在跨行業綜合應用這一“增值應用”價值挖掘過程中會煥發出新的光芒。

2.3 深刻理解用戶需求提高氣象服務質量

微博、微信、手機應用等已經將民衆與氣象之間的距離拉近，人們獲取氣象服務資訊也極爲方便，在此基礎上，更多的有針對性的服務產品可以被開發以供用戶有選擇性地訂閱。由於與氣象密切相關的各個行業領域，如能源、服裝、交通對氣象服務產品的需求不一樣、專業要求程度也不一樣，需要氣象服務人員深入瞭解各個行業的需求並有針對性地提供不同的專業個性化氣象服務。同時，現階段海量氣象數據的“大數據應用”，將氣象數據與其他相關行業或領域的數據進行深度融合，幫助獲得跨領域、跨學科的“新知識”，爲氣象產品開發提供新思路。

2.4 培養專業氣象服務人才

隨着氣象服務市場的進一步開放，對氣象服務產品的種類及專業性要求越來越高。就國內目前的氣象服務人員來說，單純的氣象知識無法應對日益龐大的服務體系，這要求氣象服務人員除了具有紮實的氣象知識外還必須具備完整、系統的跨學科知識與能力，能實現知識的融會貫通。只有複合型的氣象人才才能做出更爲專業、更符合市場需求的氣象服務產品。

3 新能源風電場特色氣象服務

能源危機迫在眉睫，開發可再生的綠色能源是社會可持續發展的必由之路。風能是清潔的可再生能源，取之不盡，用之不竭。在所有新能源、可再生能源利用技術中，風力發電是技術最成熟、最具規模開發和商業發展前景的方式。

中國具有世界級的風力資源，總技術潛力資源估計爲250GW。我國的風電事業有很大的發展空間，目前已發展了百餘家風電場，但尚沒有自主研發的大型風力機組。執行的大多數機組是從國外進口的，由於地區的差異，這些機組很難適應我國特殊的氣候條件，造成較高故障率。針對這一現象，急需開發能夠提供適合海上風電運維作業的天氣視窗的預報服務。

3.1 風電場運維中天氣預報服務的現狀

近年，我國用於風電場建設的投資顯著增加，2011年的累計風電裝機容量即達52800MW。然而在風電場設計中，對極端天氣氣候的影響考慮較少，缺少特別針對沿海地區風電場運維的颱風、龍捲和雷暴等極端災害天氣的專項氣象服務，這些已成爲目前風能資源開發利用亟待解決的關鍵性問題。實際上，極端災害性天氣能夠較大程度地破壞風電機組，是影響風電場執行安全的主要因素，也是風電場設計必須考慮的因素。因而，在風電場的設計施工階段和執行維護階段均要考慮天氣狀況，而普通的天氣預報已經不能滿足風電場運維的需求，從而對天氣預報提出了更高層次要求，需要根據風電場的運維特點有針對性地提供氣象服務。

3.2 海上風電運維作業天氣視窗的需求

根據歐洲海上風電經驗，安裝海洋氣象預報系統的海上風電場有效利用小時數比沒有安裝的要高出5%～10%。海上風電場的建設與運維取決於風電場的可達性，而風電場的可達性取決於交通工具安全航行的海洋水文氣象條件與安全作業天氣視窗期。因此，需要針對沿海風電運維對氣象服務的需求，提供用於海上風電場在建工程和運維期間的氣象服務產品。

3.3 海上風電場運維特色氣象服務內容

江蘇省沿海屬於風資源較豐富區，近年，江蘇省的風電開發實現了突破性進展，已建、規劃的風電場近30個，其中已建風電場主要集中在啓東沿海至大豐港之間的沿海地。而江蘇沿海的極端災害性天氣能夠較大程度地破壞風電機組，嚴重影響風電場執行安全。

南京信大氣象科技有限公司爲江蘇金風科技有限公司提供的特色氣象服務，針對沿海風電運維的氣象需求，開發了海洋水文氣象預報預警服務系統和手機app客戶端，該系統已經在如東潮間帶風電場、響水近海風電場使用，能夠將海上風電場所選用交通工具的出海條件與每日逐時海洋水文氣象要素預報結合，可以規劃出每種交通工具在每一天安全出海的時間段，再根據出現故障機組的分佈，合理規劃出每天出海的航行線路，既能保證出海人員的交通安全，又能使每次出海維護的航行時間成本和燃油成本較低。

爲風電場業主方及作業船隻在汛期提供項目期間特色氣象服務，能夠更大程度降低海上作業的天氣風險，搶抓時間視窗作業。這就要求獲取時間和空間精度更高的專項天氣服務，提供碼頭及風機位的未來3d逐6h精細化預報服務、強天氣預警和天氣幫助。同時需要在風電場運維預報服務期間，任用具有5年以上工作經驗的預報員組建人工氣象保障團隊、短臨預報專家對氣象預報結果進行審覈把關。

公司服務具體內容包括：1)每日提供未來72h，每6h時間間隔精細化常規預報：響水碼頭、響水作業區內機位點風速、風向、浪高、浪向、天氣及能見度;2)災害性天氣預警：強天氣過境時根據天氣進展更新天氣預報，並及時給予天氣提醒或警示;3)在線服務：人工值守，24h在線提供天氣幫助。服務方式：建立微信服務羣，服務羣體達80多人，實時與用戶面對面進行跟蹤服務。預報工具爲公司自行開發的預報系統和多種權威氣象資料。

4 航空特色氣象服務

航空運輸企業利用航空器在瞬息萬變的大氣環境下營運，不僅要研究人財物等資源的配置，而且要關注環境因素及其變化，特別是氣象條件這一重要的環境因素。因爲氣象條件不僅對飛行安全和正常有直接的影響，而且對航空運輸企業的營運效益也有着至關重要的作用。波音公司分析認爲，如果我國的航空運輸企業利用高空風製作飛行計劃，每年可以增加800萬美元左右的效益。航空氣象服務機構對不利天氣開始和結束時間的準確預報則可減少20%～30%的飛行延誤及其損失。降落地點準確的天氣預報，可以爲每架商業噴氣式飛機每飛行160km節省2.4%的額外燃油，按其計算，我國每年將節省3.6億元的燃油成本。

如果全國的航空運輸企業能改進製作飛行計劃的方法，運用高空風、目的地機場和備降機場的天氣和預期變化並綜合考慮流量、商載等因素製作飛行計劃，至少可以節省30%的燃油。此外根據我國西南航空公司1997年減推力技術的使用實踐及因此而節省的發動機成本計算結果推算，全國近300架噴氣式飛機利用氣溫使用減推力技術每年可降低近3億元的成本。

4.1 民航強天氣預報服務現狀

我國民航氣象對於強對流天氣分析預報主要集中在多普勒天氣雷達、衛星雲圖、風廓線雷達等多種大氣探測資料的定性分析，中尺度天氣動力學理論的應用和各類強天氣指數及多種物理量場特徵定性應用層次。其強對流天氣預報、預警能力和發佈效率與航空業務所需的精細化服務有很大的差距。特別是對局地強風、雷電、暴雨等強天氣對航空業務影響的預報準確率不高，系統識別與報警功能急需改進，預警資訊發佈效率需提高，系統的集約性還需加強。

4.2 民航對強天氣預報的需求

截至2016年，中國共有53家運輸航空公司，292家通用航空公司。航空公司每年因強天氣影響對航空運輸業造成巨大損失。國際民航組織統計顯示，在世界航空業務中，因氣象原因造成的飛行事故數量已經上升到佔總事故的將近1/3，其中強對流天氣是造成飛行事故的主因。我國因航班延誤每年造成的損失在25億元以上。目前我國民航日飛行量已經超過1萬架次，預計未來10年，中國民航運輸量仍然保持持續快速增長的勢頭。大飛行量、大流量的執行背景，使得民航在保證飛行安全的前提下，保障航班“正點”和“效率”的壓力空前增大。隨着航班量的增加，天氣對航空運輸安全與效益的影響日益突出，天氣因素已經成爲制約我國航空事業快速發展的主要瓶頸之一。因天氣原因造成航班延誤導致旅客與航空公司糾紛日漸增多，甚至影響社會穩定。我國民航部門對氣象部門的天氣預報服務，特別是短時臨近天氣預報服務提出了緊迫的需求。

4.3 民航特色氣象服務的內容

針對民航部門提出的需求，可以建設一個終端區短臨天氣預報預警系統爲民航部門提供特殊的天氣預報服務。以南京信大氣象科技有限公司開發的終端區短臨天氣預警應用平臺爲例，該系統能夠實現以下幾個功能：包括多源氣象資料的接收與處理、對流性天氣的臨近預報和短時預報、中尺度天氣分析等功能，終端區和機場天氣集成系統(TAWIS，圖1)應運而生。該系統核心業務包括氣象數據分析與質控、大氣多源資料快速融合、對流天氣臨近預報、對流天氣短時預報、對流天氣概念模型、中尺度分析、對流天氣資訊服務、預報產品檢驗與評估、業務產品製作與展示和產品分發與共享等模組。氣象資訊服務要根據未來天氣變化結合相關行業實際需求，提供針對性的服務，才能使氣象服務真正落到實處。