天氣和大數(shù)據(jù)

1、天氣和大數(shù)據(jù) 71y13141 湯豪 日全食和大數(shù)據(jù) 那一天太陽沖你眨了眨眼 2015年3月20日，正午，整個北半球迎來了難得一見的日全食，這對 天文愛好者來說是一次奇觀，但對于德國電力網(wǎng)絡(luò)來說卻無疑為一次危 機。 德國目前是全球第一大光伏之國，其裝機容量約為3776萬千瓦，雖 然光伏發(fā)電在德國總發(fā)電量占比還不到6%，但其承擔(dān)了波峰期將近一半 的功率負(fù)荷（約2千萬千瓦），其在2014年6月9日（圣靈降臨節(jié)）當(dāng)天甚 至一度超過了50%。這次的日食盡管只有短短數(shù)小時，但太陽的這一遮 一露，相當(dāng)于幾十臺核電機組驟然關(guān)停隨后又旋即啟動，其對電網(wǎng)的瞬 時沖擊可想而知。 德國將近四成的光伏發(fā)電還是分布式的

2、，分散在每家每戶，并不像 核電或火電站可以統(tǒng)一控制和調(diào)度，而德國的可再生能源法又規(guī)定新能 源必須百分之百接入，即使在突發(fā)事件下強制切斷也是違法的，這無疑 增加了日食事件處理的難度，也給大數(shù)據(jù)提供了一次顯示身手的機會。 歐洲最大氣象公司meteo group在數(shù)月前就通過大數(shù)據(jù)分析對 日食發(fā)生的準(zhǔn)確時刻、食分的大小和見食的地區(qū)進行了較為精準(zhǔn)的 預(yù)報，并預(yù)測到發(fā)電量將在20日上午10時40分暴跌70% 日食開始的德國時間上午9:30左右，光伏發(fā)電出力可能瞬間減 少1200萬千瓦，而在兩個半小時之后的正午太陽從月亮后面鉆出來， 屆時將有1900萬千瓦的負(fù)荷功率進入電網(wǎng)。這些分析都為歐洲電網(wǎng) 公司預(yù)演

3、和應(yīng)對此次“黑暗”危機贏得了時間，最終德國電網(wǎng)承受 住了此次短時沖擊。 日全食和大數(shù)據(jù) meteo group 事實上，日食的預(yù)報不難，難在預(yù)報到細(xì)節(jié)， 而普通天氣預(yù)報要做到長期和精準(zhǔn)同樣不容易。 天氣預(yù)報和大數(shù)據(jù) 傳統(tǒng)天氣預(yù)報 天氣學(xué)方法，就是將同一時刻同一層次的氣象數(shù)據(jù)填 繪在一張?zhí)刂频膱D上，這張圖稱為天氣圖。經(jīng)過對天氣圖 上的各種氣象要素進行分析，預(yù)報員就可以了解當(dāng)前天氣 系統(tǒng)（如臺風(fēng)、鋒等）的分布和結(jié)構(gòu)，判斷天氣系統(tǒng)與具 體天氣（如雨、風(fēng)、霧等）的聯(lián)系及其未來演變情況，從 而做出各地的天氣預(yù)報。 另一種是數(shù)值預(yù)報方法，它是隨著計算機技術(shù)的進步 而逐步發(fā)展起來的，它做出的天氣預(yù)報是靠計算

4、機算出來 的。由于大氣的運動遵循一些已知的物理定律，根據(jù)這些 定律，可以將大氣運動狀態(tài)寫成一組偏微分方程，只要給 出初值（大氣的當(dāng)前狀況），就可以求解出方程組隨時間 變化的變量值，據(jù)此得到大氣的未來狀況。求解方程的過 程極其復(fù)雜，要求在規(guī)定的時間里處理大量的氣象數(shù)據(jù)， 即使最簡化的大氣方程也必須在高速計算機上進行運算。 地球的氣候系統(tǒng)異常復(fù)雜，一個微小的擾動就有 可能改變一時一地的天氣。并且天氣預(yù)測的模型的復(fù) 雜，龐大的計算量也使得預(yù)測的結(jié)果不盡人如意。 earthrisk公司 天氣預(yù)報和大數(shù)據(jù) earthrisk公司方法 影響長時氣候和短時天氣的變量數(shù)不勝數(shù)，而且每時 每刻都在發(fā)生變化，模型

5、是對現(xiàn)實世界的簡化，只能做到 描述少數(shù)主要變量的關(guān)系，而不可能將所有因素都考慮在 內(nèi)，因此往往預(yù)測能力極為有限且容易出錯，目前的精準(zhǔn) 的天氣預(yù)報一般僅能提前一周。 earthrisk不考慮各種變量之間的物理機制和相互作用， 而是采用統(tǒng)計學(xué)意義上的相關(guān)關(guān)系來預(yù)測結(jié)果，這種技術(shù) 不會受到上述限制。該模型通過近百年的氣象歷史數(shù)據(jù)和 千億次計算來識別氣候模式，然后將這些模式與當(dāng)前的氣 候條件進行比較，再運用預(yù)測性分析方法計算天氣概率， 其預(yù)測時間更長、預(yù)測準(zhǔn)度更高。 數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)來源 氣象觀測數(shù)據(jù)庫，來 源主要包括地面觀測、 氣象衛(wèi)星遙感、天氣 雷達等，并可以每日 實時更新 預(yù)測模型預(yù)測模型 加州大學(xué)

6、斯克利普 斯海洋研究所 （scripps institution of oceanography， sio)的預(yù)測模型開 發(fā)而來的 天氣預(yù)報和大數(shù)據(jù) earthrisk 天氣預(yù)報和大數(shù)據(jù) 其他公司 weather co、accu weather、weather trends international、 custom weather merck公司和walmart增加花粉類過敏藥物claritin的銷售 改善sears連鎖在暴風(fēng)雪季節(jié)的貨品供應(yīng)和庫存管理 為眾多智能手機天氣app提供信息并搭載相應(yīng)產(chǎn)品銷售 保險公司更是通過分析極端氣候事件發(fā)生的歷史記錄，更 精確地設(shè)計災(zāi)害險種以及避免不必要的或

7、者欺詐索賠 當(dāng)前電子商務(wù)帶動物流業(yè)高速發(fā)展，已經(jīng)有dhl等較多的快 遞公司預(yù)訂這種天氣預(yù)報信息服務(wù)，確保航空航運的順利 到達 谷歌還將天氣分析系統(tǒng)加入其自動駕駛汽車的研發(fā)中，根 據(jù)天氣狀況預(yù)先規(guī)劃行駛路線 “霧霾”所帶來的大氣污染隨著經(jīng)濟發(fā)展邁開大步 伐的同時愈演愈烈。不過，也不是每天都有霧霾。 為了提早預(yù)知霧霾的到來，人們就迫切需要像預(yù)知 天氣預(yù)報一樣，能夠獲悉未來幾天霧霾的預(yù)報信息， 以提前做好防護措施，防患于未然。 霧霾預(yù)測和大數(shù)據(jù) 愛呼吸 l 缺乏預(yù)報經(jīng)驗 l pm2.5成因復(fù)雜，突發(fā)性難預(yù)測 l 傳統(tǒng)預(yù)報方式準(zhǔn)確率極低 每個月處理來自1000個城市的100t的氣象數(shù)據(jù)。 使用數(shù)據(jù)反推進行建模，用排放清單加上來自氣象局 的數(shù)據(jù)和自己建立的模型進行氣象預(yù)報，實時數(shù)據(jù)采用國 家統(tǒng)計的。 85%85% 霧霾預(yù)測和大數(shù)據(jù) 愛呼吸 未來氣候大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與目前的傳統(tǒng)氣象服務(wù)有所不同， 將不僅僅是氣象業(yè)務(wù)、天氣預(yù)報、氣候預(yù)測等，而是氣象數(shù)據(jù) 的深度挖掘和增值應(yīng)用，涉及到氣候敏感脆弱的生產(chǎn)和消費部 門，大數(shù)據(jù)技術(shù)還能幫助研究人員模擬、分析和預(yù)測特定地域 的氣候變化影響。 氣