高嵩:做氣象大數據背後的「靈魂工程師」

2021-01-09 中國氣象局

  中國氣象報記者 申敏夏

  隨著計算機的發展,天氣預報從傳統的手工作業方式轉變為人機互動方式。這其中,最為關鍵的技術是1996年投入業務運行的天氣預報人機互動處理系統(氣象信息綜合分析處理系統),簡稱MICAPS。

  天氣預報業務不斷進步,MICAPS也從1.0版本升級至4.0版本。如同MICAPS經歷了幾代傳承,中央氣象臺系統實驗室副主任高嵩也從前人的手上接過這面大旗,不斷運用新技術優化MICAPS,將氣象大數據變成可供預報員參考的氣象信息。

  人機互動之以人為本

  2007年,畢業於北京交通大學計算機專業的高嵩進入中央氣象臺工作。起初,他的一項非核心工作是「修電腦」。而核心任務則是在前輩的帶領下,參與解決MICAPS的技術難題。

  「當時,我還是一個新人,國家氣象中心副總工羅兵告訴我,不要躲在辦公室裡編代碼,要多跟預報員溝通,了解需求,解決他們的問題。」高嵩回憶道,這一念頭從此便深深扎在心裡。

  工欲善其事,必先利其器。對於預報天氣來說,MICAPS就是「器」。

  MICAPS能夠在可視化的界面上,實現各種天氣實況和預報資料的快速顯示和人機互動分析,作為預報員分析天氣形勢、製作天氣預報產品並進行氣象信息發布的業務平臺。

  隨著大數據時代的來臨,MICAPS4面臨的問題是如何提取海量信息並呈現出來,提高數據的利用率。

  比如說,5萬多個溫度信息顯示出來,如果只是數字,一眼看過去密密麻麻;如果這些數字能夠通過顏色劃分出來,預報員一眼就能看出冷暖分布,這比看數字做預報要高效得多。「不光是把數據顯示出來,還要儘快地轉化成人能掌握的信息。這是MICAPS發展的方向,即以人為核心,幫助預報員用好數據、做好預報服務。」高嵩說。

  如今,當預報員打開MICAPS4之後,不同類型數值系統的預報結果便會跳躍而出。根據近期的預報檢驗結果,MICAPS4會「告訴」預報員哪幾個預報模式的結果最準確,並將其推薦為首選。MICAPS4還會將預報概念模型吸納其中,找出相似的天氣過程,供預報員參考。

  「冷思維」看待「熱事物」

  隨著「阿爾法狗」在圍棋界先聲奪人,人們也屢屢談及人工智慧對氣象預報帶來的衝擊。是否有一天,預報員會被人工智慧取代?

  對此,高嵩有自己的理解。他認為,技術是給人服務的,不會取代人,只會取代工作。比如,接線員、填圖員隨著計算機的發展會消失,但總會有新的工作崗位應運而生。

  「人工智慧和5G一樣,都是一項技術,它能解決傳統方法解決不了的問題,但它不一定是所有問題的唯一解決方案。」高嵩說。

  隨著天基、地基、空基的氣象監測網越來越密,氣象監測數據也越來越多,但預報員做預報的時間並沒有增加,甚至還要在短時間內做出研判。「就像山裡面有金礦,信息是礦,數據是山,山太大了,我們怎麼去找礦?」高嵩說。

  近年來,氣象部門順勢而為,開始嘗試利用信息化、大數據、雲計算、人工智慧等技術。雖然這些技術在網際網路方面有很大的進展,比如打開數據變得更快、存儲量變得更大,但是,對於氣象預報員來說,更關心的是怎麼使用數據,即怎麼把數據變成信息,並得出主觀結論。「MICAPS的不斷改進,就是為了更好地進行數據消化和理解。」高嵩說。

  他認為,傳統的大氣物理研究仍然要藉助科學家的智慧,氣象大數據一方面需要「餵給」機器,供機器學習或數值預報模式計算所用;另一方面也要「餵給」預報員,從而使其更快地捕捉到當前的天氣信息。

  用心思考勝過埋頭苦幹

  MICAPS一旦運轉起來,便不能停下來,所以需要邊用邊改進。

  高嵩告訴記者,作為MICAPS項目的負責人,他每天非常「忐忑」:擔心MICAPS4的發展思路是否正確,能否真的滿足預報員的需求,能否符合未來預報業務的發展需求。高嵩坦言,要有耐心的同時還要足夠樂觀;鼓勵新鮮思路和技術創新的同時,還要給予足夠的關心和時間。

  作為MICAPS研發團隊的負責人,高嵩感受到了責任越大、壓力越大。以前,高嵩會花很多時間面對電腦寫代碼,而現在需要花更多時間思考,並與預報員溝通、與團隊溝通。「思路很重要,思考很重要。」高嵩強調道。

  親切、熱情是高嵩給記者的第一個印象。隨著談話的深入,智慧、沉穩的品質逐漸顯現。在談及如何帶領團隊時,高嵩說:「每一個人都是帶方向的矢量,只有大家朝著同一個方向努力,才能保證總和是最長的。我很幸運,整個團隊團結互助,中國氣象局和國家氣象中心的領導也對我們的工作給予了充分的肯定和支持,讓我們有更大的發展空間。」高嵩說。幸運不止於此,高嵩有一個比他還愛操心的愛人,讓他在工作上沒有後顧之憂。

  工作之餘,高嵩喜歡長跑,戴著耳機循環式地聽《邏輯思維》,從歷史到科學,從科學到人文,讓他的思維和視野變得更加開闊,更有利於進行複雜思考和獨立思考。

  (來源:《中國氣象報》2019年12月25日3版 責任編輯:顏昕)

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