数据要素×气象服务典型案例（二）

数据要素×气象服务典型案例③丨气象数据赋能宁波一流强港建设

4月12日，浙江省宁波市气象赋能港城融合高质量发展试点实施方案由市政府办公厅正式印发，开启港航气象服务新篇章。

“宁波舟山港地理位置特殊，受大风、海雾、强对流等天气影响显著，全年因天气造成的停工时长为800小时至1000小时，急需精细化的气象服务保障。”宁波舟山港有限公司党委书记、总经理王峥表示。在一流强港建设中，发展新质生产力，需进一步推动科技创新和技术产业链创新，那么港航气象服务如何向“新”而行？气象要素如何创“新”赋能？气象数据扮演着重要的角色。

以气象数据为基础 答好提质增效的问题

今年一季度，宁波舟山港完成货物吞吐量3.53亿吨，同比增长6.8%；完成集装箱吞吐量914.1万标准箱，同比增长11.7%。而在2月18日至23日春节后开工第一周，宁波先后出现沿海大雾、偏南大风、寒潮强降温等天气，给宁波舟山港实现新春“开门红”带来挑战。

从有难度的“开门红”到“第一季度的数据增长”，气象服务发挥了关键作用。而这份“关键”的背后，是近年来宁波市气象局以气象数据为基础，不断提升服务质效的有力实践。

港口气象服务实现“专供”，供给了定制化的气象系列服务产品。宁波市气象局推出港口精细化风/雾预报、多源海雾监测、港口气象预警等系列产品。2023年台风“卡努”影响期间，首席预报员连续5天入驻港口调度中心，协助港口围绕风雨影响对重点码头设施进行应急加固。全年集装箱码头风险率降低71.2%。

海事安全监管有了“气象辅助”——实时气象预警信息。宁波市气象局向海事部门提供实时气象监测预警信息，分港区分钟级报警和小时级预报。2023年协助海事、港口部门精准实施雾季交通组织30次，保障605艘次船舶安全进出港，执行“分段引航”和“靠前锚泊”428艘次，保障矿石542万吨、集装箱138.3万自然箱、原油62.2万吨顺利装卸。

宁波海事局指挥中心主任鲍志豪介绍，宁波舟山港安排特种货物船舶作业过深水航槽时，会根据气象局的建议，选择最佳气象条件时间；在恶劣天气影响前后，会根据气象信息精准制定“抢风前”“赶风后”船舶进出港计划，并以气象信息为依据，高效开展集装箱船二次引航作业，集装箱船舶分段引航预排成功率由40%增加到70%以上。

2020年8月3日，在台风“黑格比”影响期间，首席预报员王雷在海事局指挥中心驻场服务 摄影：高骏

以气象数据为媒介 答好以融促进的问题

服务一流强港建设，宁波市气象局与相关部门以数据为媒介，走出了一条向“融”而进、和“合”弥新的新道路。

市气象局局长谢慷介绍，数据融合并不是数据的简单叠加，而是要将来自不同部门的数据信息进行深度的整合、处理和分析，以形成更加全面、准确、完整的数据。港口服务涉及因素众多，更需要一题共答。在宁波市气象局的推动下，港口、气象、海洋、海事等部门完成数据归集应用，实现气象监测、港口地理信息、港口实时视频、船体基础信息、船舶运行信息、海事管制信息、潮汐潮流预报、海洋模式预报等多源数据融合。

针对最难“对付”的大风、低能见度和强对流天气，在浙江省气象局的指导下，市气象局构建跨行业算法，研发港口大风、低能见度、强对流天气三项专业预警产品，建立虾峙门航道能见度预报模型以及海雾图像识别算法，并针对港区大风特点，构建经典统计、人工智能两类预报订正算法，建立模式统计订正、深度神经网络等订正模型，实现港区风力精细化订正预报。

同时，市气象局建立了三个应用系统——港口全息化气象预警与决策系统、海事气象快报移动服务系统、临港危化企业雷电靶向预警系统，实现灾害性天气全覆盖式服务，以及分钟级气象监测报警、信息主动推送和数据实时查询，为港口、海事、临港企业等提供快速、精细、智能靶向的雷电防灾减灾服务。

港口全息化气象预警与决策系统截图——港区风力模块 图片来源：宁波市气象局

以气象数据为支撑 答好安全治理的问题

数据治理是发挥数据价值的基础性工作，气象数据的价值在港航治理上得到了充分印证。

治理的前提是有“规”可依。市气象局联合相关部门制定发布8项港航相关标准，涵盖气象、海事、港口、引航、临港工业等多个部门，覆盖观测、预报预警、服务、应急处置全流程。市气象局副局长鲍岳建介绍，在浙江省气象局的统筹下，宁波、舟山两地的气象、港口、海事等部门共同编制了《港口作业气象预警等级及图标》，这是国内首个港口预警地方标准，也是首个甬舟区域协同地方标准。

治理的目的是有“效”可得。气象、海事、港口等部门以气象预报预警为基础，融合再造各自业务流程，实现从气象产品发布到港航调度“零时差”，并优化港口作业调度决策，通过预报抓住雾季作业“窗口期”。在2023年内成功保障天然气运输船“索拉瑞斯”号、“阿波罗尼亚”号、“日内瓦/GASLOG GENEVA”号等按期靠泊作业。

作为全球货物年吞吐量第一大港的宁波舟山港，正成为检验气象数据服务新质生产力发展成效的一扇窗口。

数据要素×气象服务典型案例④｜建设电网气象“一张图” 用好数据保障河南电力安全

眼下，河南电网春检正在如火如荼地进行。

“4月18日至19日，全省有一轮降水天气过程，信阳部分县市伴有短时强降水、雷暴大风等强对流天气，220千伏赤漳线等输电线路有雷击风险……”4月16日，电网气象“一张图”预警平台（河南电网气象预警系统）发出风险预警提醒。国网河南省电力公司工作人员迅速调整部署，强化相关电网设备的巡检巡视作业。

围绕电力安全的保障，河南省气象局深化完善多种电力气象服务应用场景，发挥气象数据要素乘数效应，推动电网气象“一张图”建设，努力提升河南电力气象服务能力和效益。

基于“一张图”的河南电网气象灾害风险预报预警平台

挖掘数据潜能 深植技术优势

目前，河南电网供电服务人口超过1亿，全社会用电量居全国第五。随着电网规模扩大和恶劣天气频发，气象灾害逐渐成为威胁电网安全稳定运行的关键因素，超过50%的电网大面积停电事故由气象原因造成。

“由于跨越地域广，输变电设备长期暴露于复杂多变的气象环境中，极易受到大风、暴雨、雷击等气象灾害的影响。针对不同类型的气象灾害，需要采取相应的防范措施，精准、专业、及时的气象服务信息十分重要。”国网河南省电力公司电力科学研究院高级工程师梁允说。

气象部门与电力部门开展专业气象保障服务由来已久。依托两部门联合创立的河南电力专业气象台，省气象局紧紧围绕需求，进一步挖掘和释放气象数据潜能，利用气象数值预报、卫星、雷达等多源融合数据，及多类型气象灾害影响下的电网运维记录、全省用电负荷、用电量、发电功率等数据，结合发电、输电等电力生产环节，以及规划设计、施工建设、运行调度等电网运行环节的气象敏感要素，持续开展电力气象关联风险评估方法研究。

“我们通过分析气象相关电网故障时空分布特征，明确气象条件造成电网运行状态变化的原因、条件、程度及发展规律，形成了覆盖全省不同地区的电网雷击、山火、覆冰、舞动等灾害故障风险差异化评价指标体系。”省气象服务中心副主任魏璐介绍道。

数据驱动创新，让技术保障更具底气。有了风险指标作为重要参考，省气象局紧扣电网防灾减灾、精细化调度、新能源发电、生产计划等主要生产场景，构建了输电线路覆冰、舞动、风偏、高温大负荷等多类风险预报预警模型，推动天气预报向影响预报和风险预警转变。

在河南，分布式光伏发展迅速但消纳压力大。省气象局以兰考为试点开展基于统计升尺度的县域分布式光伏发电功率预测技术研究，利用兰考3000余个接入点分布式光伏发电数据和风能太阳能短期预报数据构建区域光伏发电功率升尺度预测模型，实现了多时间尺度功率预测。

实现基于电网设备的气象要素实时监测和预报

发挥乘数效应 更添服务价值

在针对性服务需求的牵引下，基于“一张图”的电网气象灾害风险预报预警平台应运而生。

“一张图”建设以电网气象灾害风险预报预警模型为核心，集夏季防汛、冬季覆冰舞动、春秋季风灾等多种电网气象灾害风险预报预警于一体，预警信息的地理精度可具体到变电站、线路杆塔。通过平台可实时捕捉电网设备的气象要素监测和预报信息，以及变电站周边环境监控等。当出现重大天气过程时，平台根据不同风险等级预测，动态提供“一站一策式”的24小时、72小时内应对措施建议。

基于“一张图”实现变电站周边环境实时可视化监测

2023/2024年冬季前后四次寒潮雨雪冰冻天气影响河南。受天气影响，陕武线信阳段铁塔和光缆覆冰比较严重，且有持续增长趋势。根据覆冰气象风险预警提醒，国网河南省电力公司第一时间采取措施，拆除一部分严重覆冰的地线，有效保障重要输电通道的线路安全。同时，通过对风电覆冰停运容量统计，使得新能源功率预测准确率较之前提高2.6%，预测日偏差平均减少95万千瓦。

“基于‘一张图’的可视化作战模式，全省电网因气象原因故障率平均降低10%左右，抢修业务平均用时降低46%，有效缩短了电网生产应急响应时间，提升了恶劣气象条件下的处置效率。”梁允说。

数据要素×气象服务典型案例⑤｜推进跨部门数据融合 提升天津内涝风险预警能力

4月22日夜间，天津出现雷雨大风等强对流天气，市区多路段、涵洞出现明显积水。当晚23时左右，交管部门通过天津市城市自动化积水监测预警系统监测到河西区、南开区、河北区多个易积涝点出现5厘米至9厘米积水，立即增派人员前往各严重积水点位排查隐患，对危险路段实行交通管控，全力保障道路通行安全。

这个起关键作用的“天津市城市自动化积水监测预警系统”是由天津市突发公共事件预警信息发布中心（以下简称“预警发布中心”）自主研发的一项创新技术。近年来，预警发布中心深入挖掘“数据要素×气象服务”应用场景，以推动气象数据要素高水平应用为主线，通过强化“防内涝”场景需求牵引，自主研发积水监测设备、深度预测等新产品，为推动城市内涝风险预警高质量发展提供数字化支撑。

深耕自主研发沃土，助力大城市“智”防内涝

2017年起，预警发布中心就开启了城市自动化积水监测预警服务，历经7年探索创新，在硬件、算法、平台服务等方面实现新跃升。其中，新一代水位监测预警监测设备的研发，集成了窄带物联网技术，进一步降低能耗、扩大监测设备的使用范围，其供电方式经过三代更新，已采用新型锂电池供电，适用于桥梁、涵洞、山区等多种复杂环境的水位监测需求，数据采集频率最高可达5分钟/次，测量精确度达0.1厘米，可同时满足山洪水位和城市积水监测需求。

2022年9月，天津市突发公共事件预警信息发布中心与天津轨道交通集团合作，为9条地铁线路安装19套积水监测设备，守护地下空间安全运行 拍摄：赵敏

预警发布中心将新一代水位监测预警监测设备采集到的积水深度实况数据与气象大数据云平台中降水实况数据、智能网格预报预测等产品相融合，创新研发积水深度预测分析模块，并运用人工智能技术、神经网络算法，快速计算降水强度和积水深度之间的相关性，采用“多情景模拟+快速判断+自主学习”的方式，与相关数据信息叠加，可预测未来一小时内的积水深度，生成城市积水分布图和分钟级积水预测产品，预估灾害程度。

此外，预警发布中心研发优化城市内涝监测预警服务平台，构建气象信息可视化图层服务，融入涵盖精细化格点预报、城市积水监测数据、内涝风险预警产品、全省（市）自动站实况、卫星云图、雷达图、降水实况、降水预报等在内的多种数据图层，并对接全要素网格、街道、社区及城市信息数据，以及应急管理、水务等相关部门与城市内涝有关的应急预案等数据，进一步实现多源异构数据的综合应用。

推动成果示范应用，推进积水监测技术落地生花

预警发布中心积极推动“数据要素×气象服务”行动，充分运用各类数据提升气象服务质量，特别是将积水深度预报服务信息精准、靶向送至用户手中，为全面提升大城市气象服务水平提供重要支撑。

依托该技术成果，天津市气象局运用市突发事件预警信息发布系统，向决策用户提供积水片区风险区划图，为城市排水、交通管制、抢险救灾等提供决策依据；利用天津气象APP、天津天气微信公众号等平台，向公众提供基于用户所在位置的积水实况及预测数据查询。2023年7月27日23时，受台风“杜苏芮”影响，天津地区出现暴雨天气，河西区万象城附近积水最深达到54厘米左右。市水务局及时通过天津市城市自动化积水监测预警系统获知该情况，迅速部署排水工作，1个小时内将积水排出，保证了市民出行安全。

2023年7月30日，台风“杜苏芮”过程中，天津市城市内涝积水监测预警系统进行积水实况监测 拍摄：赵敏

预警发布中心还将该服务成果延伸到基层防汛工作，在蓟州区建成8套山洪沟水位监测试验站，开发了山洪沟水位监测信息显示平台，实时收集分钟级山洪水位数据，形成水位监测数据集，同时搭建山洪地质灾害预警信息发布与传播大数据可视化平台，通过突发事件预警信息发布系统，为影响区域的应急责任人和社会公众靶向开展早期灾害风险提示、临近灾害风险预示和实时灾害风险警示。

未来，天津市突发公共事件预警信息发布中心将深耕灾害风险预警领域，以数据为核心，探索出数据驱动发展的新路径，为做好城市内涝风险预警服务提供强有力支撑。

数据要素×气象服务典型案例⑥｜倍增气象数据价值 打造湖北新能源服务样板

在刚刚过去的第一季度，湖北省新能源发电负荷六次创新高，首次新高发生于1月11日12时24分，全省新能源发电1709.13万千瓦，较去年极值增长32.66万千瓦，增幅2.90%。这正是该企业“巧”用“善”用气象数据价值为其带来的发展红利。

近年来，随着“双碳”目标持续推进和能源结构优化升级，湖北省气象服务中心新能源创新团队（以下简称“团队”）深入开展调研，挖掘并融合多源气象要素，提升了气象数据应用效益，有效支撑新能源大规模并网，采用智能网格预报数据助力电网进行精准负荷，用“气象数据”之力为政府决策提供支撑，为新能源绿色发展贡献气象力量。

多年来，湖北省气象服务中心持续推进融合数值模式产品、风云卫星、电力生产等多源异构数据，形成了面向风光场站的风光一体化发电功率预报技术体系，研发了面向电网调度的气象预测、发电功率及电力负荷预测平台，推动气象融入新能源生产运营、电力交易、调度运行等多个场景，促进气象数据价值倍增。目前，已面向全国10多个省份输出相关技术，探索出新能源气象服务“湖北样板”，推广应用前景十分广阔。

2023年，团队将多时间尺度风/光发电功率预报与灾害预警相结合，首次以湖北能源集团集控中心为试点，研发了“新能源发电功率及气象灾害预警服务系统”，采用“一场一策”策略，融合了中国气象局风能太阳能专业模式产品，通过构建多种深度学习算法模型，针对不同地形气候条件的场站，更有针对性地提高发电功率预测的准确率和电力气象灾害预警能力。

新能源发电功率预测与气象预警服务系统 供图：湖北省气象服务中心

自2022年起，湖北省气象服务中心以黄冈电力调度中心作为试点，研发了“黄冈智能调度新能源发电功率预测及负荷预测支持系统”，集中式管理全地区47个新能源场站，提供分区域的新能源发电预报、用电负荷预报等新产品，较好地支撑了黄冈地区电力绿色安全转型，并多次收到来自黄冈电力调度部门的感谢信。

同时，团队利用卫星数据，探索开展超短期光伏发电功率预测，进一步提高了光伏资源评估及光伏发电超短期预测准确性。基于风云系列静止和极轨气象卫星产品，团队采用地面太阳辐射观测资料对卫星太阳辐射产品的本地化订正，首次绘制了湖北省1公里分辨率的太阳能资源图谱。此外，基于深度学习算法模型，首次实现了基于卫星观测的超短期光伏发电功率预测。

新能源发电功率预报仿真试验平台 供图：湖北省气象服务中心

在2023年中国气象局风能太阳能发电精细化气象服务示范计划（SDP）中，省气象服务中心四项功率预测考核排名第一，在全国范围内打造湖北省气象部门“新能源发电功率预报服务”知名品牌，形成了可复制的完整的技术解决方案，先后为全国80多个新能源场站、集控中心和电力调度中心提供技术支撑，气象服务社会效益、环境效益和经济效益显著，有效提升了气象对新能源发展的支撑能力。

更多内容：数据要素×气象服务典型案例（一）

数据要素×气象服务典型案例（三）

数据要素×气象服务典型案例（四）