探索云端技术于天气服务的应用
探索云端技术于天气服务的应用
叶继豪
2021年10月
香港天文台通过世界气象组织全球电信系统与世界各地的气象部门合作,交换气象资料。早于1969年,香港天文台与日本气象厅携手建立香港–东京地区性专用电讯网络,双方开展实时气象资料交换工作。随后数年,天文台逐步与国内外多个气象部门,包括中国气象局、泰国气象局和澳门地球物理暨气象局开拓气象资料交换工作,进一步扩展天文台与其他气象部门的联系,支援日益频繁的国际气象资料交换。到了20世纪90年代,互联网逐渐兴起,天文台善用资讯科技,透过互联网进行气象资料交换。随著互联网技术的发展,气象资料的传输也愈来愈方便快捷,资料承载量亦得到明显的提升,为传输资料量庞大的气象资料,例如数值天气预报模式产品和资料、气象卫星资料及天气雷达资料等等带来显著效益。
在大数据时代,天文台从不同的渠道可以获得愈来愈多气象以及非气象的数据,而数据的类型及数量亦于近年有显著的增长。现时天文台每天要处理的气象数据量超过20TB,而数据处理涉及多套电脑系统对数据进行加工和处理,并生成各类报告、图表和天气图供天气预报员参考使用(图一﹑二)。因应气象大数据的急速增长、专用电讯网络的流量限制、互联网的稳定性,以及电脑系统的可扩展性及可用性等等的因素,我们需要寻求更有效的方法来处理庞大的气象数据。
云端运算服务及技术近年发展迅速,天文台也正积极探讨和应用云端服务于业务运作上,其中一个项目是探讨应用云端技术于数据交换。在2020年底,香港天文台联同中国气象局在云端平台上于香港和北京两地分别架置了云端虚拟机及高效能内部网络,并利用云端虚拟机进行数据交换。经测试后,发现云端服务能有效地支援京港两地的数据交换。除了效能之外,云端平台亦同时具有高扩展性和高可用性等等的特质,这些都是业务系统的重要需求。再者,我们更可以直接利用云端虚拟机对天气数据进行处理及制成各类型的产品,待完成后再把产品传回天文台,这也是我们正在探讨的发展方向之一。

图一:天文台「地球天气」网站显示的电脑预报产品

图二:2021年8月27日早上的地面风场分析(红色箭咀)、雷达回波(叠加颜色区域)及闪电位置("+"颜色符号)