科學數據是人類社會科技活動產生的基礎數據和資料,以及根據不同需要系統加工的數據產品和相關信息。它具有明顯的潛在價值和開發價值,可以在廣泛應用的過程中不斷增值。它是信息時代最基本、最活躍、最有影響力的科技信息資源。科學數據共享不僅是當代科技創新發展的迫切需要,也是經濟社會協調可持續發展的重要基礎支撐。
氣象科學數據因其應用需求廣、業務基礎好,被列為第壹批國家科學數據共享工程。下面簡單介紹壹下近年來氣象科學數據共享的進展和未來發展思路。
壹、我國氣象科學數據的現狀和業務支撐環境
在我國,氣象科學數據是歷史最悠久、保存最完整、體系最強的地球信息資源之壹。由於其特殊的地理位置和多樣的自然條件,特別是豐富的文化記錄和自然記錄的獨特條件,中國備受國際學術界的關註。經過多年的建設和發展,我國氣象部門已經形成了地面和空中相結合的大氣及其相關環境的探測體系。包括常規地面、高空、輻射、酸雨、農業氣象觀測、大氣背景觀測站等許多特殊觀測站。此外,我們還在南極建立了中山和長城兩個長期觀測站。
目前,中國是世界上少數幾個同時擁有極軌和靜止氣象衛星的國家之壹。兩種業務衛星在時間和空間上互為補充,可持續獲取全球全天候、多光譜的海量大氣環境信息。中國氣象局依托FY-1和FY-2氣象衛星應用系統建設,建立了國內最完整的衛星數據接收應用系統。我們接收並保存了FY-1、NOAA、FY-2、GMS、METEOSAT、EOS等國內外氣象衛星和地球環境監測衛星的數據。
目前,我國正在沿海岸線、主要河流、湖泊和內陸重要城市部署新壹代天氣雷達監測網。其獲取的數據不僅將顯著提高短時臨近天氣預報能力,還將在生態監測、航空安保和防災減災等方面發揮重要作用。
為進壹步提高我國沙塵暴監測預警能力,我國沙塵暴監測系統在現有15個氣象站布設了土壤濕度監測儀器,20個站布設了波段太陽光度計,15個站布設了大氣熱紅外輻射儀器,10個站布設了大氣能見度儀器,15個站布設了大氣總懸浮顆粒物和大氣浮塵質量濃度測量儀器,65438+。定量監測下墊面土壤水分、植被狀況、邊界層參數、氣溶膠理化特性及其空間分布。
經過長期積累,中國氣象局擁有大量已初步標準化的氣候系統觀測數據。目前數據存量已經超過100TB。未來,隨著新壹代多普勒天氣雷達、氣象環境衛星和新型自動觀測網的建成和運行,年數據增量將超過200TB。
作為數據共享的支撐環境,中國氣象局擁有較為完善的氣象信息網絡通信系統,是世界氣象組織(WMO)全球氣象通信系統(GTS)的區域中心之壹。中國氣象局氣象綜合信息網絡系統(簡稱9210)形成了國家、省、地、縣四級氣象數據和產品的實時采集、傳輸和發布系統。由世界氣象組織(WMO)管理、世界各國參與的全球氣象通信系統,進行全球觀測網絡的實時數據交換和數據產品分發。
中國氣象局每天使用壹個巨大的計算機系統處理大量的氣象數據。國家北方高性能計算中心設在中國氣象局國家氣象信息中心。擁有神威、銀河、曙光、IBM、CRAY等國產超級計算機,為數據共享提供了可靠的硬件設施。目前,正在實施國家氣象數據存儲與檢索系統建設和風雲02批地面應用系統建設,可為各類氣象數據的采集、處理、存儲和服務提供高效的業務系統和海量存儲環境支撐。
二、氣象科學數據的進展和運行機制* * *
作為世界氣象組織(WMO)的成員,中國與國際社會有著廣泛的氣象合作和氣象數據及產品的交流。我們在1980加入了全球氣象通信系統,每天有數萬份氣象報告傳送到世界各國,為世界各地的天氣預報、災害預警和業務研究提供服務。同時,根據WMO第40號決議的精神,中國積極為國際交流提供基本的長序列史料。我們與世界上許多國家的數據機構建立了良好的合作關系。在我國,早在20世紀80年代,中國氣象局就向總參、空司、民航、水利、海洋、中科院大氣物理研究所、北京大學等相關部門和單位實時傳輸氣象數據。我們收到的氣象衛星數據也向所有用戶公開廣播。
2001 65438+2月,在科技部的支持下,中國氣象局發布了《氣象數據共享管理辦法》,開始實施氣象科學數據共享試點工作,通過網絡、媒體復制等多種形式為各領域用戶提供公益性服務。為配合氣象科學數據* * *發展,不斷提升* * *服務能力,科技部下達了“氣象數據* * *共享系統建設”項目,從數據資源整合、技術標準保障和* *共享服務平臺三個方面開展研發;同時,中國氣象局還整合了內部資源,開通了“衛星數據服務網站”等服務平臺。通過兩年多的建設,完成了地面、高空、遠洋船舶、衛星遙感等13種***68種數據集產品的研發,總數據量達到740GB編制完成了《氣象科學數據分類規範》、《氣象科學數據元數據標準》、《氣象數據訪問服務實施細則》等壹批急需的數據標準、規範和技術方案。初步建立了由壹個主節點和八個子節點組成的分布式* * *服務網絡,互聯網可下載數據總量超過100GB,以多種方式為用戶提供在線檢索和數據下載服務。
近三年來,中國氣象局為公益用戶提供了大量線下和線上氣象科學數據共享服務。據統計,從2002年6月65438日至2004年3月,國家氣象檔案館在科學研究、政府決策、國家重大工程建設、國防等領域為用戶提供了627次借閱,共提供430GB的數據。* * *享受服務網站)訪問量超過654.38+0.2萬,新註冊用戶265.438+0.8,在線下載數據量超過500GB。
為了保證氣象科學數據的持續深入發展,最重要的是建立壹套有利於氣象科學數據發展的管理和運行機制。在* * *享的試點實踐中,我們主要從以下三個方面加強了* * *享制度。
壹是站在國家層面,制定《氣象數據共享管理辦法》,為數據共享發展提供政策指導和實施依據。
貫徹* * *享受,政策先行。中國氣象局高度重視* * *共享試點項目籌備階段的部門政策制定。根據《氣象法》的法律原則,借鑒世界氣象組織相關數據交換政策,制定頒布了《氣象資料* * *共享管理辦法》,不僅使* * *共享氣象科學資料工作有法可依,也為這項工作的快速啟動和持續規範提供了有效保障。
二、統籌規劃,重點突破,按照分類原則積極穩妥推進* * *享受工作。
氣象科學數據範圍廣,種類多,基礎差異大。為快速開展公眾氣象科學數據服務,必須面向迫切需求,立足實際,選擇基礎較好的常規觀測數據和實時衛星氣象數據提供服務。同時,全力組織開發新的數據集,為用戶提供更多更好的氣象科學數據產品。
第三,加強管理,註重標準,建立專業化的運行機制。
開展* * *服務,首先要建立強有力的組織,明確責任。中國氣象局在* * *享之初,就明確要求各級數據管理單位將* * *享服務納入年度工作考核目標,將數據* * *享納入正常業務流程進行規範管理、考核和評估,確保工作健康持續發展,促進* * *享工作與氣象信息系統規劃建設相銜接,形成科學合理、暢通無阻的信息系統。
第三,進壹步促進氣象科學數據享受的設想
雖然已經邁出了享受氣象科學數據的第壹步,並取得了壹些成果,但國家和社會對氣象科學數據的需求還有很大差距。目前只有壹些基礎較好的常規要素和實時數據可以提供服務,氣象科學數據的整體效益還遠未充分發揮。為進壹步深化氣象科學數據共享工作,構建全領域氣象科學數據共享網絡體系和持續穩定運行機制,需要在更大範圍和更深層次上推進科學數據共享,按照科學數據共享工程總體要求和氣象部門發展規劃,在以下四個方面更加紮實地開展工作。
1.充分發揮現代化的效益,不斷提升* * * *的服務水平和能力,為國家發展和社會進步提供更多更好的服務。
當前和今後幾年,氣象現代化將大力開展,各種新型觀測儀器設備將不斷應用於實際業務,必然產生大量時空分辨率高、科學價值高的數據。這些數據都是傳統的氣象要素和參數,通過儀器設備的更新換代,觀測精度和時空密度會有很大提高。還有新型的氣候系統,如地氣、水氣、生態環境,以及它們之間物質和能量交換的各種參數。這些數據不僅要在氣象業務和科學研究中快速應用,而且要經過標準化處理,形成標準化的數據產品,為其他領域和部門提供服務,實現國家投資效益最大化。加快省級高時空密度數據開發和* * *服務網絡體系建設,充分發揮氣象部門整體數據資源優勢。這是氣象科學數據共享過程中的壹項重要任務。
2、依靠科技進步,大力加強數據資源整合和歷史數據搶救,為* * *享受服務提供優質數據集產品。
加強數據資源整合,不斷推出高質量數據集產品,是氣象科學數據享受不斷發展的源泉。做好這項工作,壹是開展珍貴歷史資料和衛星遙感檔案資料的搶救工作,切實保護和利用好歷史資料資源;二是加強古氣候資料的整理和開發,為氣候變化研究提供科學數據支持;三是整合多源數據,開發集成地基和天基數據、常規和特殊觀測數據、大氣和其他球體數據的綜合分析產品;四是面向重點科學問題和熱點領域,開展專題數據處理和分析,形成壹批綜合性數據集產品。
3.以* * *享推動氣候系統領域的資源整合和有效配置,搭建氣候系統數據* * *服務平臺。
在開展廣泛深入的科學數據共享的同時,以氣象行業數據融合共享交換為突破口,構建覆蓋氣候系統領域的跨部門、多學科、網絡化、分布式數據共享體系,形成部門、領域、行業間順暢的數據信息交換和使用,從而促進氣候系統領域各類探測系統以及通信傳輸和數據管理平臺的優化、標準化、科學合理布局。
4.開展廣泛的國內外交流合作,積極營造數據資源開放共享的機制和氛圍。
當今世界,學科交叉、融合、滲透日益明顯,不同學科、不同領域之間的信息交流成為迫切需要。同樣,隨著現代大氣科學的發展,人們越來越重視對氣候系統五大圈相互作用機制的探索和研究。近年來,中國氣象局與地震局、測繪局、中國民用航空局、水利部開展了數據交換和共享合作,並通過“局校合作”與北京大學、青島海洋大學、雲南大學等教育機構簽署了壹系列協議,促進科學數據的高效流動和低成本利用。下壹步,我們將本著互通有無、平等互利的原則,進壹步擴大合作範圍,廣泛開展院系、高校、院校之間的合作建設,形成雙向、多向的數據流通機制,推動各自領域的工作。長期以來,氣象領域的國際合作與交流非常密切。目前,中國氣象局已與140多個國家開展了氣象科技合作與交流,與20多個國家簽署了氣象科技合作協議,並積極參與政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、世界天氣監測計劃(WWW)、世界氣候研究計劃(WCRP)、國際地圈-生物圈計劃(IHDP)、全球環境變化等項目。今後,我們將堅持對外開放戰略,加大對外開放力度,加強科學數據開發和管理的國際合作與交流,加快國際數據資源的引進和利用。
第四,壹些建議
1,加大對科學數據享有的支持力度,促進國家資源的科學配置和有效利用。
要讓科學數據真正開放、流動,充分發揮* * *服務的效益,首先需要國家層面統壹調度,加強規劃支持,重點支持氣象、海洋、生物、醫學等壹批基礎性、公益性領域,建設國家級科學數據中心(網絡);其次,要加強對以前保存在各部門的歷史資料和科研項目數據的搶救和整理,以及* * *享受服務的能力建設。提升* * *享受和在線服務能力,促進科學數據的全面* * *享受和有效利用。
2.參照全球氣候觀測計劃,加快實施中國氣候觀測系統,促進氣候系統數據的共享。
大量研究表明,氣候變化是大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和冰凍圈各種過程以及它們之間相互作用的結果。人類活動的影響越來越大,對自然生態環境的影響也越來越大,使得問題更加復雜。國際科學界已經提出並正在實施全球氣候系統觀測計劃。中國位於東亞季風區,是受全球氣候變化影響最嚴重的國家之壹。因此,中國積極參與國際GCOS計劃,建立與國際先進國家同步發展的中國氣候觀測系統,具有重大而深遠的意義。為加快中國氣候系統觀測計劃的研究和建設,需要在國家層面加強多部門協調,共同推進中國氣候觀測系統計劃的實施,爭取盡快全面建成中國氣候觀測系統,實現氣候系統數據共享。
3、盡快制定國家信息* * *享受法律和政策,營造信息* * *新秩序。
打破信息壁壘,挖掘各部門數據資源,做好科學數據采集、質量控制、數據存儲管理、分類服務等各個環節,都需要國家法律法規的規範和保障。同時,數據共享服務中涉及的知識產權問題、符合國際標準的科學數據的分發和利用、涉密科學數據和資料的保護權利等,也需要有完善的管理辦法和法律制度來支撐,以規範科學數據共享工作,加強管理,提高效率,充分發揮科學數據的最大效益,在保障國家安全的同時,服務於社會和國家的需求。因此,我們應加快制定國家信息獲取法律和政策的進程,從根本上規範科學數據獲取,確保其持續深入發展。
我們相信,通過國家的宏觀規劃和大力支持,通過中國氣象局和有關部門的密切配合,通過廣大科技工作者的辛勤努力,氣象科學數據共享必將全面向前發展,氣候系統數據共享必將為全面建設小康社會、促進人與自然和諧發展、推動世界科技創新進步提供更加堅實的支撐。
(來源:“科學中國人”)