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气象通信:从手指嘀嗒到自动化的飞跃

来源:中国气象报社   发布时间:2010年03月17日15:19
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  60年前,中国气象局通信台里有100多人坐在电报机前,在不绝于耳的嘀嗒声中收发气象电报;60年后,中国气象局通信台里只有六七个人管理着大型计算机系统,通过空中卫星与地面通信网络收发来自海陆空的多种气象资料。从手指嘀嗒到自动化,气象通信走过了60年的历程,一代代气象通信人渐行变老,气象通信事业的发展却日新月异。

  

气象通信六个发展阶段

 

  气象通信的主要任务是收集和发送气象信息。气象通信系统首先把国内外的气象信息收集起来,经气象预报部门分析加工成天气预报后,再把预报信息发送到各地的气象台和千家万户中去。所以,天气预报要想报得频繁、报得准确,气象通信系统就必须及时、高效;而气象通信系统若想做到及时、高效,就必须依靠先进的通信技术。

 

20世纪70年代,通信机务组人员利用无线收报机接收气象数据

  

  以通信技术为标志,我国气象通信的发展经历了6个阶段:莫尔斯电报阶段、电传通信阶段、图形传真阶段以及三代自动化通信阶段。
人工电报机是第一代中国气象通信工具。人工电报机由人来按动电键,使电键接点开闭,形成“点”、“划”和“间隔”信号,经电路传输出去,收报端接到这种电信号后,便控制音响振荡器产生出“嘀”、“嗒”声,“嘀”声为“点”,“嗒”声为“划”,供收报员收听抄报。

 

莫尔斯气象广播

  

  20世纪50年代中期,我国开始建设气象电传通信网。电传通信与莫尔斯通信是两种截然不同的通信方式,其主要区别是电传通信以有线电路为主,进行点对点通信传输。电传通信的优点是自动打印,传输速度较快,准确率较高,比莫尔斯通信的速度提高3倍左右。电传通信用机械把信号转换为字符,并直接打印在纸张上,使报务员从繁重的手抄劳动中摆脱出来。

  莫尔斯电报与电传通信传输的都是字符,但是天气预报的分析依据是天气图,因此,天气预报员收到字符后必须手工填图,然后再进行分析和预报,给天气预报工作带来了诸多不便。为了能够直接传输图形,20世纪70年代,我国气象通信工作者开始开发气象传真广播技术。“传真通信”是一种真迹传送方式。它利用扫描技术,通过光电设备的作用,把固定的图像、文字等转换成串行的电信号,然后利用通信技术,把它们从一个地方按原样传送到另一个地方,并在那里复制出来。用先进的传真技术可以将绘制好的天气图及照片通过信号进行传送,使各地气象台能收到直观的天气图。

 

气象传真机房

  

  我国气象通信走向现代化始于20世纪70年代中期“北京气象通信枢纽工程”(BQS)的建设。1973年7月,周恩来总理亲自批准建设现代化的北京气象通信枢纽工程(BQS)。它是我国气象部门发展史上第一个大型现代化建设项目。1976年国家气象局引进了日立公司1台M-170和2台M-160Ⅱ计算机,2套通信控制处理机,20台大容量磁盘,6台大型平面绘图机等设备591台(件),开发了计算机自动通信、自动填图软件和气象公报库、报告库、要素库和数值预报场库,建成了我国第一代自动化气象通信系统。1980年北京气象通信枢纽工程建成,气象通信开始进入高速自动通信的新时期。从此以后,通信和填图都交给计算机自动完成,气象通信手工作业时代成为历史。

  

电传机房一角

  

  1987年3月,北京气象中心开始扩建,1991年建成运行。在这次扩建工程中,第一代系统中的顶梁柱M-160Ⅱ计算机被更先进的计算机系统取代,我国第二代计算机气象通信系统建成。

  让我国气象通信再上一层楼的是“气象卫星综合应用业务系统”(代号“9210”工程)的建设。这是我国气象现代化建设中规模最大、覆盖全国、前所未有的大型气象通信网络工程,总投资高达5亿元人民币,历时8年建成了卫星广域网、话音网、数据广播网、接收网、计算机局域网、CHINAPAC地面迂回备份网和气象信息综合分析处理系统,创建了由一个国家级主站、6个区域级站、25个省级站、300多个地市级站、2000多个县级站组成;空中与地面相结合,专网与公网相结合;以卫星通信为主,地面通信为辅;以专网为主,公网为辅;覆盖全国,集中控制,分级管理的五级气象信息网络系统,形成了我国第三代气象通信系统。

  进入21世纪以来,我国又先后建成了全国地面气象通信宽带网络系统、地市级以上气象部门新一代卫星气象数据广播系统(DVB-S)、全国天气预报电视会商与电话会议系统。我国气象通信进入了气象卫星、雷达网和光纤、通讯卫星互相配合的时代。

  

气象通信计算机系统

  

气象通信实现三次飞跃

 

  幕后的换装是为了台前的精彩,气象通信自动化程度的提高带来了中国气象服务水平的一次次飞跃,让老百姓看到了越来越快、越来越准的天气预报。

  在莫尔斯电报时代,国家气象中心通信台每天有100多人守在电报机前,手工听报、抄报;在第一代自动化通信系统时代,那里有二三十人运行各种设备;如今,国家气象通信台只需要六七人轮班值守,监控运行大型计算机系统。1978年,国家气象中心每天收集的数据仅有0.5兆,如今这个数字是100千兆。1978年,国家气象中心收到的观测数据只有高空天气情况与地面天气情况两种,如今可以收到70多种观测资料,涵盖海陆空。20世纪80年代以前,国家气象中心每天可接收来自全球3000多个地面气象观测站、100多个高空气象观测站的信息;如今,每6小时就可以接收来自全球6000多个地面站、500多个高空站的信息。

  当BQS系统建成后,系统连接的各类气象电路由原来的42条猛增到128条,气象电报传输时效比过去提高了1~3小时;填图速度和时效比手工作业提高了5倍;每日处理的信息量由3兆字节增加到了15兆字节。更为重要的是,通过BQS系统,北京东连日本东京气象中心,西连德国奥芬巴赫气象中心,成为了亚洲气象通信枢纽。

  第二代自动化通信系统投入使用后,国家气象中心每日发送的信息量从15兆字节增至30兆字节。

  “9210”工程的建成后,气象通信能力更是有了突破性发展,通信速率由2400~9600比特/秒增至卫星单向广播2兆比特/秒和双向传输512千比特/秒,省、地市两级气象台站接收的信息量增加20~30倍,各种天气预报传输时效提前了1~3小时。

  21世纪的9年间,全国地面气象通信宽带网络系统建成投入运行。全国每个气象单位都实现了任意点到点的直接通信能力。卫星气象数据广播系统的更新换代,增加了更多的天气预报信息,并且实现了在中国气象频道音、视频天气预报节目的实时广播,真正做到了天气预报无时不有、无处不有,全天候跟随式贴心服务百姓。

  

 

默默奉献的几代气象通信人

 

  三次飞跃的背后是几代气象通信人的默默付出。为了在薄弱甚至为零的基础上打造现代化气象通信网络,他们艰苦奋斗;为了保证传输的时效性,他们分秒必争;为了始终站立在信息技术革命的潮头,他们锐意革新。

  在莫尔斯电报时代,气象报务员往往也是气象填图员。他们在抄收电码的同时还要将电码直接转换成天气符号填在天气图上。听、记、转、填,四种工作由一个人同时完成。气象报务员的劳动强度与技术要求均高于普通报务员,1958年,国际无线电收发报比赛中,魏诗娴、黄纯正、梁佐才一举夺得3项冠军。气象报务员们苦练基本功,把抄报误码率控制在几万分之一内,在枯燥的嘀嗒声中,默默地奉献着自己的青春。

  1977年4月,为配合BQS系统建设,38人被选派赴日本学习先进通信技术。他们就是中国第一批现代气象通信技术骨干。那时的学习条件是艰苦的,他们一边自学日语一边自学计算机。

  今天,气象通信人的学习与工作环境都发生了翻天覆地的变化,但是使命感却未曾有一丝减轻。面对公众对天气预报越来越高的要求,他们说:“现在我们必须保持5年就上一个台阶的发展速度!”

  气象通信负责的是气象事业中的信息高速公路,气象通信人就是气象事业中的筑路者。“要想富,先修路”,怀着这种质朴的信念,一代代气象通信员克服一个个技术难关,搭建起一个个居世界领先地位的信息通道。架彩虹,跨天堑,气象信息人用勤劳与智慧帮助气象事业跨越发展过程中遇到的通信“瓶颈”,支持气象事业实现了60年大飞跃!

(来源:《气象知识》杂志2009年第5期,作者:武蓓蓓  责任编辑:徐丽娜)

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