大數(shù)據時代 看天更靠譜

大數(shù)據時代，氣象服務在不斷地拓寬領域，從最基礎的天氣預報到現(xiàn)有的氣候預測、氣候可行性論證、公共氣象服務、專業(yè)專項氣象服務、氣象防災減災，為社會創(chuàng)造財富、減輕損失；同時，大數(shù)據技術是氣象服務不斷創(chuàng)新和完善的重要支撐。

1 事實驗證數(shù)據分析，“妮坦”的紅色預警發(fā)對了

每個城市都有各行各業(yè)的大數(shù)據，深圳市在推進大數(shù)據發(fā)展方面已經具備一定基礎，共享基礎數(shù)據庫建設等方面處于國內領先水平，在市場監(jiān)管、交通運輸、稅務部門等部門的應用取得了積極成效。

在氣象大數(shù)據方面，深圳市氣象局與深圳先進院已合作多年。2009年，深圳市氣象局與先進院高性能計算中心開始交流合作，2012年初，深圳市氣象局提出預報“回南天”的研究方向，隨后又提出臺風精準預報、灰霾預報等新課題。

5年前，先后在加拿大麥吉爾大學、香港大學學習的李晴嵐加入深圳先進院，被委派至深圳市氣象局擔任相關項目負責人。通過與深圳市氣象局等部門合作，深圳先進院氣象預報團隊在臺風風雨預報領域取得了顯著的成果，大幅度提高了臺風預報的時間、空間精度?；谶@些數(shù)據，氣象部門能夠做出及時準確的預報預警，政府部門能夠有效地組織人員疏散，最大限度地保障人民生命和財產安全。

以8月的“妮妲”為例，根據深圳先進院與市氣象局合作的“近海臺風引發(fā)深圳地區(qū)的風雨研究”的結論，“妮坦”臺風從東南方向接近珠三角地區(qū)，距離深圳200公里左右時將引發(fā)深圳大風，全市大風起風時間在22時至24時左右，并推測深圳最大陣風將達到12-13級。

李晴嵐告訴記者：“根據大數(shù)據分析結果，嚴格來說鹽田港的最大陣風應該在27-33米／秒范圍。鹽田港風力一般受臺風影響大，但在深圳市不一定是最大的，為安全起見，考慮深圳可能的最大陣風報12到13級比較合適，與實際觀測值深圳地區(qū)在‘妮妲’影響期間的最大陣風為37米/秒高度吻合（13級風的范圍在37-41.4米/秒之間）”。

市氣象局依據此科研結果，綜合氣象預報員的專業(yè)分析，在第一時間果斷對市民發(fā)出了臺風紅色預警，這也是深圳市氣象臺歷史上首次發(fā)布臺風紅色預警。

“每一次臺風到來，產生的新觀測數(shù)據都會納入數(shù)據庫?！崩钋鐛贡硎?，對每一種進入700公里影響范圍的不同類型臺風，如果數(shù)據庫只有2個樣本供參考，預報正確的概率是33%，如果歷史上有18個類似樣本供參考，預報正確的概率可以大幅提升到89%。隨著樣本數(shù)的增加，預報置信度就會越高。

2 從“韋森特”到“海鷗”，準確預測降水、風力

李晴嵐表示，相比較為容易預測的臺風路徑，臺風強度預報和臺風風雨定量預報是世界性的預測難題。

2011年，剛從香港來深圳不久的李晴嵐了解到市氣象局一直在做風雨定量預報方面的研究，但一直困難重重未能出結果。大約半年后，她和團隊部分解決了這個難題。

2012年7月24日，臺風“韋森特”在深圳登陸，最大日降水量達到152.5毫米。在“韋森特”登陸前，李晴嵐已經有了初步的研究結果，認為“韋森特”帶來的日最大降水量有50%的可能性在109-191毫米之間，而降水量在100-250毫米之內被定級為大暴雨。實際觀測值與預測值均為大暴雨，“韋森特”驗證了李晴嵐關于臺風引發(fā)深圳地區(qū)降水定量預報的研究。

長期未能解決的難題為何有了轉機？“最關鍵的是‘分類’，按照類別預估臺風帶來的影響?！崩钋鐛拐f，她根據臺風登陸時的登陸地點、登陸距離、臺風強度、登陸方位等關鍵特性進行劃分，通過統(tǒng)計分析和數(shù)據挖掘的方法得出臺風雨的影響程度。這是她乘坐公交車下班途中得到的靈感，經過幾次與氣象局專業(yè)人士的討論嘗試，半年內便有了初步的結果。

李晴嵐先后在加拿大麥吉爾大學、香港大學取得了環(huán)境工程學碩士、博士學位。她從碩士開始就做數(shù)據分析、數(shù)學建模，在讀博士期間研究過動力，對既注重動力也注重統(tǒng)計的氣象研究有一定的幫助。

相比臺風帶來的降水預報，有關風的預報更為復雜。2014年4月，在此前一項研究的啟發(fā)下，李晴嵐開始著手臺風對深圳地區(qū)大風影響的研究，半年內便有了初步的結果，當年9月“海鷗”登陸驗證了她的研究。

“‘海鷗’中心距鹽田港氣象自動站的最近距離約有400公里，據以往經驗，氣象局認為此次臺風影響不會很大，但預報員并不確定到底會引起多大的風?！卑凑绽钋鐛沟念A測，風力最大會達到27米／秒，時間在凌晨0時到2時之間，這與實際觀測值29.1米/秒非常接近，最大風力發(fā)生時間為凌晨1時14分。

李晴嵐的同事感嘆道：“第二天上午氣象局會商，大家都沸騰了，之前傳統(tǒng)的氣象手段還無法把距離在400公里左右的臺風引起大風的時間及其強度預算得這么準?！?/span>

3 為鹽田港作精細化預報，根據應用需求定課題

最近，李晴嵐撰寫的關于臺風風雨定量預報的一篇研究論文將登上美國氣象學會下的《Weather and Forecasting》雜志，這是氣象預報領域的頂級期刊。

“我每周有三天都在深圳氣市象局工作，與工作在一線的預報員天氣會商，參加周報會，技術交流會，了解天氣預報中的要點、難點；兩天在深圳先進院，與同事溝通討論、指導學生科研學習?！崩钋鐛垢嬖V記者，比起理論研究，自己的研究工作更注重應用，一般是研究結果能直接應用于業(yè)務之后，才再撰寫論文。

深圳鹽田港是國際集裝箱碼頭，風力條件對其碼頭日常貨柜儲運業(yè)務影響非常大，氣象預報與經濟利益的關聯(lián)大。應對臺風時如果停工過早，將造成較大損失，如果預警不及時，又可能有事故發(fā)生，因此精準的預報尤為必要。針對這種需求，李晴嵐展開了重點防護單位定點精細化預報研究。

據鹽田國際集裝箱碼頭有限公司反饋給深圳先進院的信息，得益于深圳先進院研發(fā)的“近海臺風引發(fā)區(qū)域性風雨預報”的技術模塊——它能提前1-2天進行精細化的臺風風雨影響預估，爭取到更多災害防御時間。空間精細到港區(qū)，可預估鹽田港區(qū)域受臺風影響的風雨特點、程度、持續(xù)時間。該模塊啟用后，3年來未出現(xiàn)因臺風造成的港區(qū)人員傷亡，對鹽田港業(yè)務經營和管理發(fā)揮了重要作用。

李晴嵐說，氣象部門掌握著豐富的第一手觀測資料，他們急需把這些資料利用起來為氣象預報服務。深圳先進院有著深厚的科研實力，也希望能發(fā)揮科研優(yōu)勢，與實際問題結合，為國計民生服務，因而才有了深圳先進院與深圳氣象局的強強聯(lián)合、深入合作。

據悉，深圳市氣象局還通過深圳先進院與歐洲中期天氣預報中心、美國俄克拉荷馬大學風暴分析預報中心保持良好的合作。

記者了解到，李晴嵐課題組將與深圳市氣象局一起聯(lián)合申報多模式集成預報系統(tǒng)項目，這個創(chuàng)意就產生自國際合作的過程中。多模式集成是指融合歐洲中心模式、日本模式、中國氣象局Grapes模式，以及深圳氣象局自主研發(fā)的實時同化預報系統(tǒng)模式的特點，發(fā)揮各自的長處，得出深圳乃至華南地區(qū)更精準的天氣預報。