智慧气象发展策略剖析

智慧气象发展策略剖析

杨晶轶

（民航西南空管局气象中心，四川成都，610202）

摘要：作为民航运输的重要环节之一，航空气象服务在民航发展进程中所发挥的作用愈发突出。实现智慧气象，是实现气象现代化的重要路径。本文分析了民航气象智慧化转型存在的难点，对智慧化转型实施路径及智慧气象应用场景进行了探讨。

关键词： 智慧气象；转型；路径

1 引言

作为民航事业的重要组成部分，气象工作在民航发展进程中所发挥的作用愈发突出。据统计，近几年因为天气原因导致的航班延误在所有不正常航班中占比超过50%，提高气象预报能力和气象服务能力已经成为提升空管运行效率和服务品质的重要方向。随着民航运输量的进一步增加，气象预报和气象服务在空管运行中的作用将越来越重要。智慧气象作为新时期更高水平民航气象现代化的重要标志，发展观测智能、预报精准、服务开放、管理科学的智慧气象，是转变气象发展方式的重要途径，也是全面推进气象现代化的重要突破。

2智慧化转型存在的难点

2.1 精细化探测难以满足

目前，配备的自动气象观测系统、天气雷达、气象卫星、微波辐射计、闪电定位仪等多类气象探测设备多布设于机场跑道区内，在探测的时空尺度和密度方面尚难完全满足运行需要。探测设备配备、探测精度和时空分辨率不能完全满足运行需求。

2.2 精细化预报能力有待提升

随着多种数值预报资料的引进和短临数值预报的引进，航空气象预报能力有了较大提升，但尚未达到分钟级、公里级的预报能力，在精细化预报、重要天气预警预报方面离运行需要和用户需求还有不小差距。航空气象预报的客观化程度偏低，航空重要天气预报的精细化程度、准确性距离用户需求仍然很大。

2.3 气象数据挖掘能力不足

目前产生或获取的气象探测资料、数值预报资料、飞行气象情报资料来源多、分类多，但在数据的整合应用和数据集成化还远远不足。一是各类气象数据系统平台相对独立，所见即所得，缺乏二次应用开发，常需通过不同途径、方式、终端调取使用，难以直接提供给用户，可视化及集成显示方面有待加强；二是对各类气象数据资料特别是历史资料的统一标准化管理还没建立起来，导致大量历史数据存储即沉睡，在统计分析历史资料或重要案例时还要靠人工做大量数据分析工作。

3 实施路径

3.1 加强多元融合研究

在气象数据整合、探测资料融合、数值预报深度解释应用、业务标准化、智能气象服务等方面持续开展研究，为智慧气象建设夯实基础，将科研成果转化生产力，逐步实现气象数字化、气象自动化、气象智能化、气象智慧化。完善航空气象多元探测网络，利用地方气象及民航探测资源，通过天基、空基、地基等多元立体先进智能的探测手段，利用大数据、云计算、人工智能技术筛选有效有用信息，建立各种数据从采集到应用的全流程质量控制业务，通过多源探测资料融合，构建高精度的探测网络。

3.2 开展智能化网格预报

结合极端天气研究成果，通过海量数据分析和先进的高分辨率数值预报模式，实现低能见度、强对流、暴雨等高影响天气高精度网格化定量预报，为飞行和管制运行提供决策。

3.3 逐步实现智能化服务

整合气象服务平台，逐步向以移动端服务为主的服务模式转变。通过移动端APP等手段，实现各类气象探测预报信息数据的自动运行、便利链接、充分共享、高效使用。将气象信息融入到航空运行的每个环节和岗位，突出天气对航空运行的定量分析，定制最可视化的决策产品，与用户共享行为模式、情景意识，为管制、公司、机场等用户提供支持和辅助。

4 智慧气象应用场景构想

4.1 多源探测资料集成监测

加密建设机场范围内和终端区关键区域点的自动气象观测设备和气象智能监控系统（实景天气采集/智能天气识别）。构建高精度的多元探测网络，通过资料控制处理，可在同平台实时显示自建探测设备（风廓线雷达、天气雷达、毫米波雷达、大气电场仪、闪电定位仪、微波辐射计等）和地方气象局共享的多源探测设备的资料，并进行可视化处理和集成、叠加、融合等显示，可设定航线、机场、终端区等关键区域、关键要素超阈值告警。

4.2 气象数据综合分析处理

作为气象数据集成管理中心和气象业务服务基础数据平台，集成所有的气象数据资料（本省、本区域、本站的各类探测资料、民航气象数据库的飞行气象情报资料、年、月总簿、气候资料、各类预报服务产品等），并能快速调取各类数据资料进行选择性的统计分析。实现对自动气象观测资料、雷达基数据、卫星资料、大气电场仪、风廓线雷达、常规天气图、自动站以及未来将建设的其他探测资料实时分类存储和随机调用，具有气象数据资料的归档整理及查询检索功能。可以对各类气象数据进行初步的筛选、质量控制、二次处理、显示、调取和导出等功能，对风、能见度、RVR、云、天气现象、气温、气压、相对湿度、降水量等气象要素能实现基本的时空统计分析和图表生成功能。能分类归档整理本场发布的机场天气报告、机场预报报文资料、机场警报、终端区预警、运行日报、月报等文本或数据资料，并能进行关键字查询检索和提取；能实现月总簿、年总簿生成、调用、筛选、查询功能和气候数据统计；能实现重要天气过程自动标记、归类、一键提取所有相关数据资料并分类打包等功能。通过机器学习和AI分析建立类似天气个例模型，指导预报结论。

4.3 智能网格化预报

解析EC、CMA细网格、中尺度数值预报资料并进行二次处理。根据数值预报模式产品空间分辨率将空间区域进行网格化处理，区域1-3km级别空间分辨率和时间分辨率1小时间隔，0-10天时长的四维无缝隙智能网格预报产品可视化表达。同时支持人机互动，可对任一高度、经纬度空间点或航路点、航线天气及要素演变等信息快速提取和显示。结合极端天气研究成果，利用人工智能技术，实现智能化预报。

4.4 基于移动终端的气象综合信息服务

打造互联网+的航空气象信息服务，打通线上线下气象服务互联共享渠道。基于气象大数据平台中心，集成用户需要的气象信息和预报产品，用户可通过移动终端气象综合信息服务APP签订订阅协议，通过自定义菜单向用户推送特订气象服务产品。气象人员亦可通过APP调用各类气象资料，远程会商参与决策。

5 结语

通过对智慧气象发展策略的深入解析，本文揭示了智慧气象转型的路径，探讨了智慧气象应用场景构想。智慧气象的发展仍面临着诸多挑战，不仅依赖于大数据、人工智能等前沿技术的融合应用，还需要得到政策引导、资金投入、人才投入等方面的支持。期待智慧气象建设能够取得更加显著的成果，为用户提供更加精准、高效的服务。

参考文献

[1]周建华.中国民航新一代航空气象系统建设构想[J].中国民用航空，2008,93（9），17-19.