■ 王天巍 陳有龍 馮文

在“泛南海經(jīng)濟合作圈”的框架下，海南氣象部門建立集公共開放的氣象服務、智能化的氣象觀測、精準的預報預警、科學的災害聯(lián)防以及持續(xù)合作交流、創(chuàng)新等功能為一體的氣象服務平臺，平臺整體提升了泛南海區(qū)域災害性天氣預報預警能力水平，開展平臺的應用分析，探討其社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益，對保障海洋經(jīng)濟快速發(fā)展、應對全球氣候變化和保護海洋生態(tài)環(huán)境等具有重要意義。

中國南海，是海上絲綢之路的必經(jīng)之地，擁有豐富的海洋漁業(yè)資源、油氣資源和航道資源。目前我國四分之三的外貿(mào)出口貨物、全球三分之一的國際貿(mào)易航線要經(jīng)過南海。南海海洋環(huán)境復雜多變，臺風、海上強對流、風暴潮等海洋、氣象災害頻繁發(fā)生，嚴重制約我國海洋經(jīng)濟發(fā)展，同時也威脅著南海及周邊國家和地區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全。建立一個集智能化的氣象觀測、精準預報預警、災害聯(lián)防以及持續(xù)合作交流等功能為一體的開放氣象服務平臺十分必要，南海氣象監(jiān)測預警系統(tǒng)、泛南海中英文氣象服務網(wǎng)、基于北斗衛(wèi)星的可視化氣象預警船載終端等氣象服務保障平臺的建設，為南海及周邊國家和地區(qū)綜合防災減災提供智慧氣象服務，可為泛南海區(qū)域國計民生以及國家“一帶一路”倡議提供氣象保障。

1 泛南海氣象服務平臺建設的需求分析

1.1 保障南海海洋國土安全和維護海洋權(quán)益的迫切需要

為維護國家海洋權(quán)益，我國已經(jīng)加大海域巡航、漁政執(zhí)法、海洋維權(quán)力度，增加巡航頻率，定期巡視中國管轄區(qū)域內(nèi)的全部海島，強化對西沙、南沙等邊遠海島的巡航監(jiān)視，海上尤其是南海遠海巡航、執(zhí)法和維權(quán)活動，迫切需要精細化海洋氣象預報和專項氣象服務保障。

1.2 保障海南自由貿(mào)易港建設的迫切需要

海南是我國最大的經(jīng)濟特區(qū)，地理位置獨特，擁有全國最好的生態(tài)環(huán)境，同時又是相對獨立的地理單元，具有成為全國改革開放試驗田的獨特優(yōu)勢，并提出了海南建設自由貿(mào)易試驗區(qū)和中國自由貿(mào)易港的重要決定。圍繞海南自由貿(mào)易試驗區(qū)和中國自由貿(mào)易港的建設要求，積極推進基礎設施建設，提高南海氣象預報預測能力、氣象防災減災、應對氣候變化能力和開發(fā)利用氣候資源能力，并提供全方位、多層次、專業(yè)化的氣象服務，是建設海南國際旅游島、海南自由貿(mào)易試驗區(qū)和中國自由貿(mào)易港的必然要求。

1.3 防御南海海洋氣象災害和保護生命財產(chǎn)安全的迫切需要

泛南海區(qū)域氣象災害頻發(fā)，東南亞和南亞更加突出，主要氣象災害有暴雨、臺風、高溫、干旱、低溫、寒潮以及氣象災害引發(fā)的泥石流等地質(zhì)災害，因此氣象防災減災服務的需求極為迫切。建立健全南海海洋氣象業(yè)務系統(tǒng)，加強對海洋氣象監(jiān)測預報預警，提升海洋氣象服務能力，對南海海及周邊國家和地區(qū)域防御氣象災害、降低海洋氣象災害損失，保護泛南海區(qū)域生命財產(chǎn)安全具有十分重要的意義。

1.4 服務中國南海海洋經(jīng)濟發(fā)展的迫切需要

中國南海海域廣闊，海洋漁業(yè)、海水養(yǎng)殖、海洋石油、海洋交通運輸、濱海旅游以及海洋生物醫(yī)藥、海洋能源、海洋化工等海洋傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。海洋經(jīng)濟在國民經(jīng)濟所占比重逐年提高，海洋產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟已成為海南經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)?！逗Ｄ鲜　笆濉焙Ｑ蠼?jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》指出，2012年，海南省海洋生產(chǎn)總值達724.5億元，占全省生產(chǎn)總值的25%；爭取到2020年海洋生產(chǎn)總值達2306億元，占全省生產(chǎn)總值的35%。伴隨著海洋經(jīng)濟的快速發(fā)展，海上經(jīng)濟活動面臨的氣象災害風險也日益加大，海洋氣象災害造成人員傷亡逐年加大，近海和遠洋運輸事故頻發(fā)，海洋安全生產(chǎn)損失巨大。因此，增強南海海洋氣象服務能力，是保障中國南海海洋經(jīng)濟順利發(fā)展的迫切需要。

1.5 應對氣候變化和保護南海海洋生態(tài)環(huán)境的迫切需要

國際旅游島開發(fā)建設吸引了大量的人定居海南，急劇的人口增長、城市化和過渡的開發(fā)，導致海岸帶及近海海洋環(huán)境污染日益嚴重。加強海洋氣象觀測能力，開展海岸氣象生態(tài)環(huán)境研究，以及海區(qū)環(huán)境容量、自凈能力、生產(chǎn)力的研究和判斷，對保護海洋生態(tài)環(huán)境具有十分重要的作用。

2 泛南海氣象服務平臺

2.1 南海氣象信息綜合處理系統(tǒng)

智慧氣象通過信息新技術(shù)的深入引用，依托于氣象科學系統(tǒng)而使得氣象各個方面的活動過程都充滿智慧理念，使得氣象系統(tǒng)能夠具備某些高端分析和服務的能力。智慧氣象具備5個主要特征：無處不在、充分共享、高度協(xié)同、全面融合、安全可控。智能化集成的信息數(shù)據(jù)處理應用是數(shù)據(jù)分析處理中心保持良好運行狀態(tài)的“智能感知”基礎。南海氣象信息處理平臺設計充分吸收了智慧氣象的理念，是涵蓋了監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、觀測數(shù)據(jù)融合、預報資料可視化、氣象信息監(jiān)控與預警等功能的綜合平臺，該平臺實現(xiàn)南海的各種地基、?；⒖栈鶜庀筇綔y數(shù)據(jù)的接收與綜合處理，是其他氣象服務平臺的基礎。通過建立一個基于分布式系統(tǒng)框架的氣象數(shù)據(jù)綜合處理體系平臺，為專業(yè)化的氣象預報預警、海洋氣象服務等奠定了基礎提供了有力支撐。南海氣象數(shù)據(jù)處理平臺框架見圖1。

2.2 南海臺風網(wǎng)

精準、精細化的預報預測是泛南海智慧氣象服務的重要組成部分，也是智慧氣象發(fā)展的重要基石。南海臺風網(wǎng)集臺風實況與預報、歷史臺風、臺風影響及評估、臺風科普四大功能為一體，支持中英文兩種語言，可為泛南海區(qū)域用戶提供更及時、更可靠的個性化預警服務。其結(jié)構(gòu)見圖2。臺風實況與預報是臺風網(wǎng)最核心的功能，主要包括：臺風實況、預測路徑、多維數(shù)據(jù)疊加和預警發(fā)布。

歷史臺風模塊收集整理了歷史臺風資料，形成臺風資料庫，用戶可通過自己的需求，選擇需要了解的臺風年份、名稱和所有路徑，且可在地圖上直觀顯示，可視化功能豐富。臺風影響及評估模塊為用戶提供個性化的臺風影響評估服務；臺風科普模塊提供了臺風成因、命名、強度、預警、歷史臺風之最、臺風防御指南等科普知識，提升公眾自行應對臺風的防御能力。

課堂教學分層是分層教學的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是落實數(shù)學教學的重要環(huán)節(jié)。在對不同層次學生進行教學時，采用的教學方法，評價方式等，將有所區(qū)別。

圖1 南海氣象數(shù)據(jù)處理平臺框架

圖2 南海臺風網(wǎng)系統(tǒng)建設結(jié)構(gòu)圖

2.3 南海天氣網(wǎng)

“南海天氣”集公共氣象服務、氣象觀測、預報預警、災害聯(lián)防等功能于一體，是面向泛南海區(qū)域的公益性氣象服務平臺，滿足公眾對氣象服務的需求，實現(xiàn)泛南海區(qū)域“一張網(wǎng)”氣象服務。該網(wǎng)站于2018年11月正式上線，網(wǎng)站總體框架見圖3。網(wǎng)站用中英文雙語種形式，為中國、越南、柬埔寨、新加坡、文萊、老撾、菲律賓、馬來西亞、泰國、印度尼西亞等南海周邊國家和地區(qū)提供方便快捷的氣象信息，充分體現(xiàn)開放、共享的服務理念。

圖3 南海天氣網(wǎng)總體框架示意

網(wǎng)站包括泛南海區(qū)域氣象預報、氣象預警、城市及景點介紹、氣象科普和氣象科技交流與合作五個模塊。預報模塊提供泛南海區(qū)域主要城市、港口、機場、島礁、漁場、航線預報，可在地圖上以鼠標獲取方式，獲得泛南海區(qū)域任意點的氣象要素如氣溫、風向風速、相對濕度、能見度以及未來氣象信息等，同時提供衛(wèi)星遙感圖像，實時滾動播放，為天氣分析與氣象服務提供基礎數(shù)據(jù)。同時還提供大霧、雷雨大風、短時強降水等災害性天氣預警預報服務以及包括時間、地點、氣象災害屬性、圖文內(nèi)容描述的災情直播版塊，便于直觀了解泛南海周邊城市和地區(qū)發(fā)生的災情，掌握最新災害資訊。

與南海天氣網(wǎng)功能匹配的還有南海天氣App。通過手機移動端同步展示南海天氣網(wǎng)內(nèi)容，實現(xiàn)多渠道提供南海氣象服務功能。

2.4 基于北斗衛(wèi)星的可視化氣象預警船載終端

利用我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星通訊技術(shù)（技術(shù)框架見圖4）開發(fā)的可視化氣象預警平臺主要由氣象預警短編碼通訊協(xié)議、南海預警服務平臺、北斗衛(wèi)星氣象預警服務平臺、船載終端可視化氣象預警系統(tǒng)四個模塊構(gòu)成，海南氣象部門負責南海預警服務平臺、氣象信息編碼通訊協(xié)議模塊的開發(fā)。

圖4 北斗船載終端可視化氣象預警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

氣象預警短編碼通訊協(xié)議針對北斗衛(wèi)星通訊傳輸數(shù)據(jù)容量小，易丟包，且氣象預警信息種類繁多、各種預警信息內(nèi)容差異較大等問題而開發(fā)制訂的專用短編碼通訊協(xié)議。氣象預警短編碼通訊協(xié)議目前定義了簡單點數(shù)據(jù)、復雜點數(shù)據(jù)、命令型數(shù)據(jù)三類數(shù)據(jù)，主要針對臺風、海上大風、海上大霧、海上雷雨大風等預警信號，支持精細化的落區(qū)預報，并涵蓋臺風的路徑信息、風力、方向、風圈等更精細化的臺風數(shù)據(jù)。

3 泛南海氣象服務平臺建設的效益探討

“21世紀海上絲綢之路”建設，注重依靠區(qū)域主體自身的文明特點、發(fā)展特征、資源與制度稟賦的優(yōu)勢來形成發(fā)展合力，實踐一種“合作導向的一體化”。泛南海氣象服務平臺在強化南海及其周邊國家和地區(qū)綜合防災減災、生態(tài)安全保障、應對氣候變化等基礎上，為“合作導向的一體化”的實踐發(fā)揮著重要的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益。

3.1 社會效益

泛南海氣象服務平臺的建設，促進了南海氣象監(jiān)測網(wǎng)功能與結(jié)構(gòu)，拓展南海氣象監(jiān)測業(yè)務領(lǐng)域，為提高南海氣象預報預警、氣候預測能力提供堅實的基礎，有助于為南海周邊國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、交通安全等提供有力的氣象保障。

氣象服務平臺使得地方各級政府防御氣象災害及其次生災害決策更有針對性，效率更高，將使得氣象服務變得更為積極主動，有力保障了最低程度的災害損失，這同時，氣象服務平臺為泛南海區(qū)域人民提供了更多的氣象信息，有效防災減災，普及氣象科學知識，促進泛南海區(qū)域廣大人民群眾生活質(zhì)量的提高，對泛南海區(qū)域國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會發(fā)展具有重要的社會效益。

3.2 經(jīng)濟效益

氣象災害預報預警對于增強抗災能力，減輕氣象災害危害有著重要的作用。氣象災害的預報準確率越高，預報越早，預警越及時，經(jīng)濟損失將大大降低，經(jīng)濟效益也越大，作用越明顯。泛南海綜合防災減災氣象服務平臺的建設，將逐步提高南海海洋氣象災害預報預報預警能力，從而減輕氣象災害造成的經(jīng)濟損失，保障人民生命財產(chǎn)安全，實現(xiàn)GDP的相對增值。

3.3 生態(tài)效益

氣象災害也是在一定的生態(tài)環(huán)境背景下發(fā)生的，氣象因素是導致生態(tài)環(huán)境惡化的一個重要因素，而人類的生產(chǎn)活動也正會惡化生態(tài)環(huán)境，生態(tài)環(huán)境惡化的結(jié)果反過來也會造成氣象災害發(fā)生的概率增加。

泛南海氣象服務平臺的建設，不但具有明顯的經(jīng)濟效益、社會效益，通過平臺開展的泛南海環(huán)境氣象預報、地質(zhì)災害氣象預報、森林火險預報等專業(yè)專項氣象服務，也可為泛南海生態(tài)環(huán)境治理提供相關(guān)重要決策依據(jù)?？商岣吣虾：Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測能力、加快綜合環(huán)境治理進程、促進海洋生態(tài)環(huán)境改善、增強抵御各種海洋氣象災害的能力，為南海及其沿線國家生態(tài)經(jīng)濟的發(fā)展、提高創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)語

在分析泛南海區(qū)域氣象服務新需求的基礎上，遵循“開放合作，共建共享”的理念，充分利用了海南現(xiàn)有氣象業(yè)務建設成果，建設了南海信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、南海臺風網(wǎng)、南海天氣網(wǎng)、南?？梢暬瘹庀鬄暮︻A警系統(tǒng)等氣象服務平臺，借助海洋氣象信息發(fā)布站和北斗衛(wèi)星預警發(fā)布系統(tǒng)，實現(xiàn)氣象服務預警服務的精準發(fā)布；通過互聯(lián)網(wǎng)等新媒體手段，實現(xiàn)氣象信息的快速共享，平臺提供的智能化的氣象觀測、精準的預報預警、科學的災害聯(lián)防以及持續(xù)合作交流等功能，為南海周邊國家和地區(qū)提供精細化、可視化、個性化的氣象服務，符合我國“一帶一路”倡議要求，為保障海洋經(jīng)濟快速發(fā)展，維護南海及其周邊國家和地區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全、應對全球氣候變化和保護海洋生態(tài)環(huán)境提供了重要支撐。

深入閱讀

劉珍珍, 2019. 基于智能化的系統(tǒng)集成項目管理研究. 計算機產(chǎn)品與流通, (11): 123.

王輝, 劉娜, 張?zhí)N斐, 等, 2020. “21世紀海上絲綢之路”海洋與氣象災害預警報現(xiàn)狀和風險防范對策建議. 科學通報, 65(6):453-462.

王興, 卞浩瑄, 曾康, 等, 2019. “互聯(lián)網(wǎng)+智慧氣象”眾創(chuàng)平臺架構(gòu)設計. 計算機與網(wǎng)絡, 45(23): 59-61.

王興, 朱彬, 卞浩瑄, 等, 2019. “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下我國智慧氣象服務模式優(yōu)化研究. 中國管理信息化, 22(23): 135-138.

薛桂芳, 2019. “一帶一路”視閾下中國-東盟南海海洋環(huán)境保護合作機制的構(gòu)建. 政法論叢, (6): 74-87.

周勇, 胡愛, 楊詩芳, 等, 2016. 智慧氣象的內(nèi)涵與特征研究. 中國信息化, (3): 83-88.