沈臻懿

基于大型無(wú)人機(jī)的自身優(yōu)勢(shì)，使得其能夠飛臨臺(tái)風(fēng)頂部，在規(guī)避臺(tái)風(fēng)危險(xiǎn)區(qū)的同時(shí)，對(duì)臺(tái)風(fēng)以及對(duì)流云的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化掃描，從而準(zhǔn)確獲取臺(tái)風(fēng)的內(nèi)部動(dòng)力34以及物理結(jié)構(gòu)等相關(guān)信息

“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things，IoT）作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)信息產(chǎn)業(yè)的中堅(jiān)力量，秉持著“萬(wàn)物皆可聯(lián)”的新理念。當(dāng)這一信息浪潮與天氣預(yù)報(bào)相“碰撞”后，立刻擦出了“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”的火花。該技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)框架下，將氣象觀測(cè)、天氣預(yù)報(bào)、預(yù)警信息播送、產(chǎn)品發(fā)布等多個(gè)端口與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換和通信。在此基礎(chǔ)上，“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)便可對(duì)各類氣象和非氣象數(shù)據(jù)予以智能化的收集、識(shí)別、定位、存儲(chǔ)、處理、交互和管理。無(wú)論是農(nóng)業(yè)、旅游還是交通等領(lǐng)域所涉及的氣象問(wèn)題，都可以通過(guò)“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)來(lái)打造物聯(lián)網(wǎng)氣象感知平臺(tái)，令各類信息數(shù)據(jù)被更為優(yōu)化地使用，推動(dòng)天氣預(yù)報(bào)及預(yù)警的智能化發(fā)展。

數(shù)千年來(lái)，“看天吃飯”往往是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域最為形象的概括。如果在插秧播種季節(jié)能夠有“及時(shí)雨”的眷顧，那就意味著一年的好收成;但倘若遇到干旱時(shí)節(jié)，則可能意味著收成銳減甚至顆粒無(wú)收。不過(guò)，今后隨著“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)的介入，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也將從曾經(jīng)的“看天吃飯”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤绊樚於鳌薄?/p>

一方面，借助“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)對(duì)衛(wèi)星和氣象大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理和分析，可為農(nóng)戶們提供實(shí)時(shí)的天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警等各類氣象服務(wù)，幫助其提前做好相應(yīng)防災(zāi)準(zhǔn)備;農(nóng)作物檢測(cè)和災(zāi)害分析模板，可為農(nóng)戶及時(shí)了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況提供第一手的長(zhǎng)勢(shì)信息。

另一方面，“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)在未來(lái)的全面鋪開(kāi)，還可讓農(nóng)戶們“足不出戶”，即可精準(zhǔn)掌控作物生長(zhǎng)全流程，告別“面朝黃土背朝天”的傳統(tǒng)農(nóng)作模式。通過(guò)“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)與蔬菜大棚種植的結(jié)合，農(nóng)戶只需要連接互聯(lián)網(wǎng)，在家中就可以借助農(nóng)業(yè)氣象物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握蔬菜大棚區(qū)域的氣象信息，并可按照不同農(nóng)作物的生長(zhǎng)特點(diǎn)，應(yīng)用“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)來(lái)“配置”最適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的氣象環(huán)境。

人人皆可化身“移動(dòng)氣象站”背后

隨著傳感技術(shù)的日趨發(fā)達(dá)，使得數(shù)據(jù)信息“永不掉線”的夢(mèng)想指日可待。當(dāng)這一版圖被納入天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)信息收集領(lǐng)域，氣象信息和個(gè)人數(shù)據(jù)便開(kāi)始互為交融。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是有人的地方，就有“移動(dòng)氣象站”。

目前，谷歌眼鏡、智能手環(huán)、智能手表、智能運(yùn)動(dòng)鞋等可穿戴設(shè)備，在社會(huì)生活中已愈發(fā)普及。借助這些可穿戴設(shè)備的傳感器，氣象部門可以實(shí)時(shí)收集各類氣象要素信息，并利用傳感技術(shù)將之上傳氣象云平臺(tái)。隨著個(gè)人運(yùn)動(dòng)路徑的變化，其駐足區(qū)域的各類氣象信息，都可以作為氣象信息數(shù)據(jù)的重要補(bǔ)充。這不僅可以有效彌補(bǔ)某些偏遠(yuǎn)地區(qū)氣象觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量不足以及氣象資料數(shù)據(jù)不全的情況，還可避免因氣象因素的多變以及氣象數(shù)據(jù)的缺失而導(dǎo)致的天氣預(yù)報(bào)、氣象服務(wù)失真。

那么，遍布大街小巷的共享單車，能否與天氣預(yù)報(bào)“牽手”成功呢？答案顯然是肯定的。原來(lái)，人們?cè)隍T行過(guò)程中，借助于共享單車App，即可查詢到當(dāng)前所處區(qū)域的實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)和天氣預(yù)警。同時(shí)，通過(guò)加載在騎行設(shè)備上的傳感器，可將人們騎行過(guò)程中實(shí)時(shí)記錄下的各類氣象數(shù)據(jù)上傳云平臺(tái)，進(jìn)而以“眾包數(shù)據(jù)”的形式服務(wù)于天氣預(yù)報(bào)和氣象監(jiān)測(cè)。

此外，雨天人們開(kāi)車時(shí)，都需要開(kāi)啟雨刮器來(lái)保持前擋風(fēng)玻璃可視范圍的清晰。行走在路上時(shí)，則需要打傘來(lái)遮雨。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，無(wú)論是車輛雨刮器，還是手持雨傘，都有可能成為“移動(dòng)氣象站”的重要監(jiān)測(cè)利器。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)分析某一時(shí)間某一地點(diǎn)的車輛雨刮器頻率，可以為當(dāng)?shù)氐慕涤炅啃畔⑻峁﹨⒖肌＝?，科學(xué)家還在雨傘上研制加載能將大氣壓力變化轉(zhuǎn)換為能量的傳感器。這種設(shè)備能夠收集雨傘上的降水信息，并通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)將相關(guān)信息發(fā)送到個(gè)人的智能手機(jī)上，最終以“眾包數(shù)據(jù)”形式匯集至氣象云平臺(tái)。

上述技術(shù)在可穿戴設(shè)備和傳感設(shè)備上的創(chuàng)新應(yīng)用，將人和氣象站連接在了一起。這不僅使得天氣預(yù)報(bào)、氣象信息與使用者有機(jī)融合，還為人們快捷、實(shí)時(shí)獲取所需天氣預(yù)報(bào)信息提供了便利。

大型無(wú)人機(jī)精細(xì)化掃描技術(shù)

無(wú)人機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用，已經(jīng)愈發(fā)普及。天氣預(yù)報(bào)和氣象探測(cè)領(lǐng)域中，無(wú)人機(jī)已被用來(lái)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境和氣象環(huán)境的監(jiān)測(cè)以及相關(guān)氣象研究。不過(guò)，在前述工作中所使用的多為中小型無(wú)人機(jī)。隨著無(wú)人機(jī)，尤其是大型無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)化，其在臺(tái)風(fēng)探測(cè)方面逐步顯露出全新的應(yīng)用前景。

目前，中小型無(wú)人機(jī)的飛行高度普遍在1萬(wàn)米以下，載荷量往往小于30千克。但對(duì)于大型無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，其飛行高度可達(dá)1.5萬(wàn)米以上，載荷量為中小型無(wú)人機(jī)的10倍以上?；诖笮蜔o(wú)人機(jī)的自身優(yōu)勢(shì)，使得其能夠飛臨臺(tái)風(fēng)上方頂部，在規(guī)避臺(tái)風(fēng)危險(xiǎn)區(qū)的同時(shí)，對(duì)臺(tái)風(fēng)以及對(duì)流云的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化掃描，從而準(zhǔn)確獲取臺(tái)風(fēng)的內(nèi)部動(dòng)力、物理結(jié)構(gòu)等相關(guān)信息。大型無(wú)人機(jī)的精細(xì)化掃描技術(shù)，可以有效補(bǔ)足當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)和氣象預(yù)警中對(duì)于臺(tái)風(fēng)、對(duì)流云的觀測(cè)技術(shù)短板，從而使臺(tái)風(fēng)的路徑、強(qiáng)度預(yù)報(bào)更為精準(zhǔn)，并大大提升臺(tái)風(fēng)來(lái)襲時(shí)的防災(zāi)和減災(zāi)能力。

相較于中小型無(wú)人機(jī)，大型無(wú)人機(jī)續(xù)航能力超強(qiáng)，對(duì)于那些人跡罕至、偏遠(yuǎn)區(qū)域，需要長(zhǎng)距離持續(xù)飛行的場(chǎng)景拍攝，顯然更勝一籌。此外，大型無(wú)人機(jī)技術(shù)在高原區(qū)探測(cè)、無(wú)人區(qū)探測(cè)、海洋探測(cè)、原始森林火情監(jiān)測(cè)等方面的未來(lái)應(yīng)用也有著極大的優(yōu)勢(shì)。

數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的重要基石，隨著人工智能的介入，AI可以直接作為數(shù)值預(yù)報(bào)的重要技術(shù)支撐

借助“物聯(lián)網(wǎng)+氣象”技術(shù)對(duì)衛(wèi)星和氣象大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理和分析，可為農(nóng)戶們提供實(shí)時(shí)的天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警等各類氣象服務(wù)，并幫助其提前做好相應(yīng)防災(zāi)準(zhǔn)備。同時(shí)，農(nóng)作物檢測(cè)和災(zāi)害分析模板，則可為農(nóng)戶及時(shí)了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況提供第一手的長(zhǎng)勢(shì)信息

天氣預(yù)報(bào)中的AI力量挖掘

隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，智能氣象數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、智能天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)、智能氣象數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等紛紛嶄露頭角。

對(duì)于天氣狀況來(lái)說(shuō)，突然到來(lái)的強(qiáng)降雨天氣往往是最令人們頭疼的一件事。前腳還陽(yáng)光高照，后腳立馬狂風(fēng)暴雨。這種情況，在梅雨季節(jié)中甚至更為常見(jiàn)。那么，有沒(méi)有一種新型技術(shù)，能讓人們出門前及時(shí)準(zhǔn)確掌握強(qiáng)降雨情況呢？針對(duì)這種短時(shí)間臨近預(yù)報(bào)技術(shù)，科學(xué)家們也進(jìn)行了深入探索。

數(shù)值預(yù)報(bào)是指根據(jù)大氣實(shí)際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過(guò)大型計(jì)算機(jī)作數(shù)值計(jì)算，求解描寫(xiě)天氣演變過(guò)程的流體力學(xué)和熱力學(xué)的方程組，預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)段的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法，是現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的重要基石。

而今，只要您穿上了“可穿戴設(shè)備”，就可以即刻化身“移動(dòng)氣象站”，憑借人工智能技術(shù)，為數(shù)值預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支撐?？茖W(xué)家們利用機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)挖掘等前端技術(shù)，可為您打開(kāi)“對(duì)強(qiáng)降雨進(jìn)行短時(shí)間預(yù)報(bào)”的新模式。同時(shí)，科學(xué)家們還可利用云服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建一個(gè)能夠支持不特定個(gè)體更新與分享的短時(shí)間預(yù)報(bào)新平臺(tái)。

目前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)在天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用，有著更為廣泛的發(fā)展空間。無(wú)論是在天氣預(yù)報(bào)的自動(dòng)預(yù)測(cè)方面，還是氣象新聞的自動(dòng)發(fā)布方面，我們都可以看到人工智能的身影。

編輯：黃靈? yeshzhwu@foxmail.com