大数据时代：数值天气预报的机遇与挑战
网络安全与数据治理
郭亚楠1,2，曹小群1，周梦鸽1，彭柯澄1
1 国防科技大学气象海洋学院，湖南长沙410073；2 海军航空大学，辽宁葫芦岛125001
摘要： 随着地球观测系统及数值模拟方法的不断发展，数值天气预报研究进入以数据驱动为核心的新范式，大气科学也迈入了大数据时代，大数据技术赋能数值天气预报发展成为大气科学研究的热点方向。从气象海洋大数据的内涵、分类及其特征出发，概括和梳理了气象海洋大数据在数值天气预报的应用，从技术方面，对资料同化、物理过程参数化、数值预报产品订正,以及机理与数据融合的模式开发等问题进行分析，并对相关应用进行了深入探讨和展望，从而为气象海洋大数据与数值天气预报的融合发展提供重要参考依据。
中图分类号：P4567文献标识码：ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2024.01.004
引用格式：郭亚楠，曹小群，周梦鸽，等. 大数据时代：数值天气预报的机遇与挑战［J］.网络安全与数据治理，2024，43（1）：28-32.
引用格式：郭亚楠，曹小群，周梦鸽，等. 大数据时代：数值天气预报的机遇与挑战［J］.网络安全与数据治理，2024，43（1）：28-32.
The big data era: opportunities and challenges for numerical weather prediction
Guo Yanan1,2, Cao Xiaoqun1, Zhou Mengge1, Peng Kecheng1
1 College of Meteorology and Oceanography, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China; 2 Naval Aviation University, Huludao 125001, China
Abstract： With the continuous development of earth observation systems and numerical simulation methods, numerical weather prediction research has entered a new paradigm driven by data. Atmospheric science has also entered the era of big data, and the application of big data technology in the development of numerical weather prediction has become a hot topic in atmospheric science research. From the connotation, classification, and characteristics of meteorological and oceanic big data, it summarizes the application of meteorological and oceanic big data in numerical weather prediction. From a technical perspective, it analyzes issues such as data assimilation, parameterization of physical processes, correction of numerical forecast products, and development of models for the integration of big data and physical laws. Through indepth exploration and prospects of relevant applications, important reference basis is provided for the integration and development of meteorological and oceanic big data and numerical weather prediction.
Key words : meteorology; oceans; big data; numerical weather prediction
引言
大气系统是一个高度复杂的系统，包括大气运动、辐射传输、湍流等多个物理过程的相互作用，数值模式成为深入理解和研究这些复杂过程的有效工具。通过模型的建立和改进，可以揭示天气系统中的非线性、时空耦合、不确定性等特征，为深入研究气候变化、气象灾害等提供基础。数值天气预报从20世纪50年代进行了首次成功尝试以来，经过七十多年的发展，已经成为一个跨学科的复杂系统性工程，使得天气预报从传统的以统计和经验为主的天气图方法转变成为客观定量的科学［1-3］。近年来，大数据技术的出现，深刻改变了现代科学技术的发展，极有可能引起新一轮的技术变革［4-7］。
作者信息：
郭亚楠1,2，曹小群1，周梦鸽1，彭柯澄1
（1 国防科技大学气象海洋学院，湖南长沙410073；2 海军航空大学，辽宁葫芦岛125001）
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