CIO时代网记者:各位网友大家好,欢迎收看CIO时代网推出的信息化百家讲坛栏目。我是记者李军侠,本期栏目我们很荣幸的拜访了国家气象信息中心正研级高级工程师沈文海沈总。那么首先有请沈总做一个简单的自我介绍,并对国家气象信息中心的业务情况作一下简单的介绍。
沈文海:各位网友,大家好!我是沈文海,是国家气象信息中心的副总工程师,信息中心主要的业务工作包括: 第一部分是全国气象观测资料的收集、加工处理和存储管理,第二部分是国家级网络系统建设、运 行和维护,第三部分是负责巨型计算机或者说是气象行业高性能计算资源的提供和服务,然后还有一部分是气象资料专用产品的提供,大体上就是负责这四部分的内容,那么还有一些具体的气象信息技术服务工作,包括全国电子规章系统的维护以及提供相关的服务等。
CIO时代网记者:国家气象信息中心处于我国气象业务系统的核心,IT应用在现代化建设的进程中扮演了重要的角色,沈总请简要介绍一下国家气象中心信息化建设的一些状况?
沈文海:从49年以来,如果说信息化建设的话,确实可以分为前三十年和后三十年,前三十年还是沿用以往的比较传统的或者说是非现代意义上的技术手段来进行相关的气象业务工作。大家都知道,当时计算机基本上没有,我刚到气象局的时候是82年,在75、76年以前,当时气象观测资料全部是以摩尔斯电码的形式从各观测站传输到我们这里来的。
我记得一些老前辈们说过,当时信息中心的前身有一个规模很大的团队叫做通讯大队,这个通讯大队专门负责全国各地传输过来的气象观测资料,通讯大队人数最多的时候达到一百五六十人还要多,每人都坐在那里听摩尔斯电码,当时的场面是很壮观的,现在当然相关的人员是不再做这些了,基本上转行做其他的了。
80年代初的时候,气象行业中基本上没有用计算机来做数值模式计算,计算机就算是有应用的话,主要也是做一些数据接收处理的工作,我记得应该是在70年的后期,改革开放前后,中国算是引进了当时的巨型计算机,当时是日立的160、170巨型计算机,是属于当时国内最好水平的巨型计算机。当时专门为这三台计算机修了机房,当时进机房都需要经过换衣服等一系列很严格的清洁工作,然后这些计算机主要是用来接收资料,接收全国和全世界的资料,还有就是进行绘图,以及给预报员提供天气分析实况图吧。
这些计算机当时金贵到什么程度?由于它是当时全国最大的一台巨型计算机,所以全国各地需要用计算机来计算的一些单位,包括民用核动力部门,包括一些设计厂商,包括一些制药企业,都到我们这里来上机。当时那个机器是24小时值班的,所有的输入全部是卡片输入方式,根本不是现在键盘输入方式,场面很热闹,当时全国的气象站没有计算机,或者说有的话就只是计算器。
我记得有一部电影叫《苏醒》,里面有一段场景里面使用的高性能计算机就是在我们这里拍摄的,到后来计算机普及之后,就没有这样的情形了。当时我们有三台计算机,可以说是第一次信息化建设,那次的建设,我们叫做北京通讯枢纽建设,简称为BQS系统建设,BQS系统建设实际上是我们气象现代化第一次真正意义上的信息系统建设,在此之后,不断的完善和进步。
在1992,由国家批准,我们又搞了一次全国范围内大规模的信息化建设,被称为9210工程,实际上全称是叫做气象卫星通讯系统的建设,这个建设的目标是把全国所有观测站的观测资料,不是通过地面的长途电话线的方式传播,而是通过通讯卫星方式向上传播,这样就完全改变了通讯方式,使得通讯手段得以有大的变革。这个系统建设的直接成果之一就是使得我们全国的气象行业实现了气象资料的实时共享,在此以前,省与省之间,甚至地市与地市之间的资料都很难共享。气象业务实际上是离不开观测资料的,没有观测资料就做不了气象预报,而如果无法实时得到观测资料,就没有办法提供相关的气象预报服务。所以说9210工程的建设是为气象行业业务质的发展提供了相关的一个平台,这是气象行业中很大的一个变革。
在此以后,全国气象行业的真正的现代化、信息化建设是在十五和十一五这两个阶段,包括现在也还在进行的,叫做大气监测系统建设,这个现代化的建设主要是把观测手段进行了现代化的更新,过去是地面观测站,地面上有百叶箱,气象气压计等,全部需要靠人到现场去读取,比如说观测气温,每隔一小时,就需要观测员去百叶箱那读写,这样的观测方式,第一首先需要人工去做,第二是无论气象条件多么艰苦,人都必须到位,这需要人具有一些艰苦奋斗的精神,但是在一些不适宜人类生存的环境,就很难设置这样子的观测站了,比如像一些沙漠,高原,荒草地,这样子的观测方式有很大的弊病,就是人必须到场。
我记得83年的时候,我们在南极设立了长城站,长城站是每年夏季的时候会派人员过去考察,有海洋考察、生物考察等,到了夏季过后,人员绝大部分会撤离,只有八个人在那里留守过冬,留守过冬的人当中就有气象观测员,到了冬天,南极的天气情况难受到什么程度,比如说刮风刮到什么程度,当时的观测手段还是人工观测,人还是必须要去观测,这是非常重要的气象资料,那么怎么办?还真就是人腰上系上绳子,到观测场去观测,那个时候对人的吃苦耐劳精神有很高的要求,人也确实有一定的奉献精神。
到十五和十一五期间,气象行业做了非常大的调整,尽量的把人工观测用自动气象站来替代。这样子以来,有几个好处,第一个就是人不用再来值守了,第二相对来说,比较客观,人工观测跟观测人员本身有很大的关系,如果观测人员当时的状态不太好的话,就很有可能不是那么准确,自动气象站观测就解决了这个问题,比人工观测更客观,所以说布设了很多自动气象站。而且自动气象站的规模在逐渐的扩展,国家布设了很多气象站,各省地区也根据自身业务的需要布设了很多区域级的自动气象站,到上个世纪80年代初的时候,就我刚到气象局的时候,当时全国的地面气象观测站大概2千多个,现在已经有2万多到3万了,观测站的密度也非常大,这些资料都是以前所很难以获得的,这也是信息化建设方面很大的进展。
除此之外,我刚说的是地面的观测,还有高空的观测,比如说探空球,过去叫做测风雷达,定位之后读取方位仰角数据,这三个数据来换算出高空的风向风速,然后再用摩尔斯电码,观测到现在也全部电子化,就是说高空观测也发生了很大的变化,还有气象雷达,气象卫星,这些都是现代化的气象手段,信息化方面的建设有很大的提升,这叫做观探测手段的信息化。到现在为止,如果说信息化建设的话,从全国范围来说,主要做了这几方面的建设与改进。
CIO时代网记者:天气预报的精确性应该说是平常的人们所最关心的也可以说是最大的需求,国家气象信息中心在保障天气预报的准确性方面采用哪些信息化手段来支持?
沈文海:一般来说,天气预报当然是预报员的专职。那么作为信息技术手段来说,我们主要从几个方面来进行相关的保证。第一个是实时观测资料准确的、及时的、完整的提供,这个是通过信息系统的建设,比如说通信系统、数据库系统、数据处理系统,以及数据分发系统等这些方面来保证,也就说全国的气象观测资料能够及时的收集上来、处理出来,提交到预报员的手中;第二个是对于数值预报所用的高性能计算机的维护,为高性能计算机的运行提供所需要的计算资源和存储资源的服务。
CIO时代网记者:今年的国庆阅兵,以及去年的奥运等这些重大的事项,对于天气预报应该说都有更高的要求,不知道国家气象中心是否采用了一些特殊的IT手段作支持?
沈文海:我记得我上北大CIO班的时候,有一门课如果我没有记错的话叫做IT项目管理,我记得很清楚,当时刚上课的时候,老师打出了一个PPT,是一艘大航船,然后航船在稳健的航行,在船舱下面最底下烧锅炉的人在拼命的烧火,在船舱上面呢,是一片风平浪静的情景,那些乘客都在很悠闲的活动着。这张PPT之后,老师又打了一张PPT,三环路三环桥的夜景,很灯火辉煌的,但是在灯火辉煌、持续井然的下面,有多少信息的流通,就是说有多少信息技术的支持,才使得三环桥能够这么平稳畅通。这两张PPT的意思是说,实际上信息技术在这方面所起的作用是大家所不太容易能够直接看到的。
比如说,我们向预报员提供充分的气象数据,提供比较通畅的网络环境,提供比较丰富的计算资源,这些在预报员来说,都是很平常不过的事情了。在关键时候,我们确实也做了一些工作,但是要是说做了多么特殊的工作的话,我们也没有为这些事情做怎么特殊的工作。现在信息中心副主任叫田浩,他说过一句话,就是对于信息中心来说,没有汛期不汛期,没有假日不假日的。保证系统的正常运行,实际上可以说是类似于我们的天职,所以说每年三百六十五天,我们都得保证,只不过有时候需要重点保证一下。重点保证的话无非是人员以及手段的保证,比如说,一般可能对于故障的反应时间或者效果不那么明显及时,可能在这个时候,就会需要反应及时一些,比如说平时需要半个小时反应处理完的,这时候就需要三分钟或者五分钟反应处理完,一些经验丰富的人需要时刻注意或者时刻准备着处理这些故障。
CIO时代网记者:在气象行业预报的过程中,出现了大量数据的收集和交换以及存储,当面对需要大量存储的数据时,是否需要更高性能的存储设施?
沈文海:肯定是需要的,我个人认为,现在对于存储系统来说,由于缺少一定的规划,所以使得我们现在的存储资源没有能够充分利用起来,也导致了一些系统存储资源的稀缺,另外一些存储资源的过剩,这些都是我们下一步需要解决的问题。确实,由于一些新的观测手段的出现,很多观测资料成指数倍的上涨,比方说我们在80年的时候,每天的观测资料大概在几十K,几百K,现在每天的观测资料我记得不错的话应该是几百G,是几千倍几十万倍的增长,确实对于存储资源的需求的确非常大。
CIO时代网记者:刚才您也提到了高性能计算机这个概念,那么在选择高性能计算产品的时候,主要从哪些方面来考虑?如节能性、易用性、稳定性等?
沈文海:主要是稳定性,说实在的,绿色计算这个理念在气象行业还没有形成一种势不可当的形势,形成一种一票否决的态势。
作为国家事业单位来说,跟企业有很大的区别,就是国家事业单位的业务维持经费是由国家提供的,企业的业务维持费是从老板口袋掏出来的。那么对企业来说是越省钱越好,对于事业单位来说,业务维持费是由国家批的,用不完的话到时候国家还要收回,收回之后第二年就要核定后进行裁剪,所以说对于事业单位来说,它不需要对费用的来源和数目发愁,那么对于它来说,这方面就不是那么刻骨铭心,它就觉得环保是一种理念,是一种好事,在我的茶余饭后,在我力所能及的范围内做可以,但没有当作是一种非做不可的事情。比如说在能源消耗和运行维护的保障方面,它首先是要重视运行维护或者说重视系统能不能稳定运行,也就是说他首先要完成他的本质工作,本质工作就是预报,在完成预报的时候哪怕是多耗一点电也无所谓,当然了,在完成预报之后,他们也是愿意接受一些绿色的理念的,但是说实在的到目前为止还没有深入人心,也就是说绿色是个好东西,但不会当作是头等大事来做。
CIO时代网记者:能不能具体的谈一下高性能计算机(HPC,High Performance Computer)主要是从哪些方面来支持气象预报工作的?
沈文海:HPC它是这样子的,学过动力气象和动力气候的人都知道,整个大气运动可以用十来个偏微分方程来加以描述计算的,学过高等数学也都都知道,偏微分方程基本上是没有解析解的,只能是数值解,进行数值积分,所以说气象数值预报模式实际上是这十几个偏微分方程的数值解。那么数值解的方法很多,既然是数值积分的话就会有步长,步长拉长的话计算量就会少一些,步长长的话,全球就这么长,那么计算的点就会少,点少的话计算量就会小,但是步长长的话,这个节点和下一个节点之间的距离太大的话,这个两点之间的天气情况就无法计算出来,所以对于天气预报或者气象预报来说,它都是要尽可能的缩短这个步长,或者说这个格局,那么它怎么缩短?它就是要看我现在所拥有的计算能力到底能支持缩短到什么程度,所以说不管怎么样的巨型计算机,到了气象行业,不出两到三年肯定能够用到极致,原理就在这里。
现在短期天气预报,它的步长已经缩到一公里左右了,但是有一句俗言说“十里不同语,百里不通风”,所以说有的时候有的距离还不到一公里,而一公里还不足以完全描述出来。比如说金融街两栋楼之间的风到底有多大,两栋楼之间的距离最多有两三百米,这样子的话格局就到不了,到不了就无法算出两栋楼之间的风到底会有多大,所以说格局还有很大的缩小空间,那么格局只要缩小一倍的话,计算量就要增加几十倍,这样子以来的话就对计算能力的需求是非常大的,所以说高性能计算主要是用来支持数值预报的,而数值预报主要是解那十几个偏微分方程,那么气象观测资料等于就是给这些偏微分方程提供边界场和初始场,所以实际上它就是这么回事。
CIO时代网记者:在信息化建设的过程中, 困难肯定是在所难免的,您觉得主要遇到过哪些方面的困难?是怎么解决的?
沈文海:我个人认为,遇到的最难的问题实际上是理念问题,也就是说什么是现代意义上的管理,说实在话,当然我也不是很懂,但是我觉得这需要有人去思考,如何理解信息技术在气象行业当中的作用,这个也是仁者见仁,智者见智。我们现在有一种官方的说法,IT是一种支撑系统,但是我个人认为把它定位成支撑系统的话,可能会有一定的问题。
比方说我们现在所说的数值预报,数值预报现在已经离不开了,比如说现在的天气预报室,或者说中央气象台的预报员,包括各个省的天气预报员,他们如果接收不到欧洲气象中心发布的全球预报,接收不到东京、美国华盛顿包括我们国家气象中心发布的数值预报,他们就做不了天气预报,而数值计算预报是什么,它实际上就是气象知识和信息技术的一个很完美的结合,数值预报可以说是由于信息技术的产生而促成的气象行业的一个大的飞跃。
从这个意义上来说,信息技术不单是一种支撑,但是由于种种原因吧,这些理念还是没有能够完全被大家接受,我所说的理念是指信息技术不单是气象事业的支撑。
还有就是一些前瞻性的思维,比如说气象行业当中业务系统的持续改进问题等。对气象行业中的信息系统建设,一般来说是重建设,轻维护,在维护里又重视对系统的保证,轻视对系统的改进,这两点导致我们现在的信息化建设的质量或者说品质不是很高。
特别是建成之后的运营状况,很多时候的运营维护都是采用人海战术,运行维护是一种技术含量比较低的工作。现在气象行业对于人才队伍的建设要求都比较高,气象或者气候中心等单位,他们在招收人员的时候门槛都比较高,博士生都很难进去,更不要说硕士生或者本科生和大专人员了,而业务系统的维护就现在的情况来说对知识结构的要求,一般的本科生的就可以了,而现在的情况是一些博士生在干一些本科生能做的事情,而这无疑是一种资源的浪费。在这一点来说,已经有人开始意识到这样的问题了,但是还没有形成一种共识,所以说运行维护需要重视,所谓重视不是说加大人力资源的建设,而是重视运营维护系统的建设。
我们可以把低水平的、重复性的工作用一些信息技术来解决,而人力是用来解决一些信息技术所不能解决的问题,所以信息系统的运行维护建设是气象行业下一步需要高度重视的,这也是我个人认为比较困难的,因为很多同志对这方面,他也说我重视,但是从行动上却没有一些举措,也有一些其他方面的原因吧,包括项目建设方面的原因,还有一些设计方面的原因等等。
CIO时代网记者:据我所了解的,您原来一直是技术方面的人员,现在开始涉及管理方面的工作,您觉得需要哪些软或者硬的技能和素质才能做好管理工作?
沈文海:说实在的,我是从82年年初到气象局的,从刚开始确实是在从事技术工作的,技术工作一直做到90年代的中后期,后来是赶鸭子上架,做了副处级的干部工作。
我个人觉得,首先需要一定的个人禀赋,到现在我个人觉得我不是很适合做管理角色,至少不是那种统帅型的人,不是说振臂一呼,应者云集的。我个人来说,性格相对来说比较柔弱一些,这是我个人认为的。但是现在在国家级单位这样子的单位,想要做好管理工作的话,这个人需要有一些性格上的优势,这个人首先至少需要热情饱满一些,第二是应当有一些个人魅力,有一些个人的感召力,这些都不是通过上课或者读书能够得来的,这些是个人的天生的或者多年形成的素质。
除此之外,也需要一些知识的积累也是很必要的,因为我也看到过一些有领导潜质的人,或者说是具有一定个人魅力的人,也有感召力,很有热情同时也很坚韧,但是由于本身所具备知识结构的缺乏,效果也不太好。
那么知识结构,除了专业的知识,现代的管理知识必须要有所了解,而现代管理知识,我觉得,第一个需要全面了解,第二个需要经过自己头脑分析,去粗存精,去伪存真,有些适合于我们本单位的,有些未必能适合,不能是西方的东西就照搬,那样是肯定会出问题的,所以从知识结构来说,现代管理知识必须得掌握,或者说至少得了解。
CIO时代网记者:非常感谢沈总接受我们的采访,本期信息化百家讲坛栏目到此结束,下次节目再见!