資源簡介

(共42張PPT)
第一課時 從氣象數據采集到應用
信息技術滬教版 選擇性必修1
第一單元 走進數據時代
項目一 氣象數據及應用
——認識數據的價值
一、新課導入
二、從氣象數據采集到天氣預報
三、氣象數據在社會各領域中的應用
四、數據及其價值
五、課后活動
一、新課導入
氣象信息在保障人民群眾生產生活和國民經濟發展，促進生態環境保護中的作用日益顯著。隨著我國氣象信息化事業的不斷發展，氣象領域積累了大量的數據，激增的數據背后隱藏著許多重要的信息。
要充分利用這些數據并從中發現有用的信息，推動氣象學科的發展和進步，為人民生活提供及時的個性化氣象服務，為社會生產提供專業化的氣象服務，為做好防災減災等公共安全預警和應急處置等提供決策支持，需要氣象學家、計算機工程師以及其他相關職能部門的通力合作。
墨跡天氣應用，按時間、空間等維度進行查詢，提前預知晴雨情況，并根據查詢結果合理規劃行程安排，讓出行更便捷、安全。不可否認，墨跡天氣提供的精準、全面的天氣查詢服務，為人們的生活和出行提供了切實的便利。
在為用戶提供精準全面天氣查詢服務的同時，墨跡天氣深入挖掘用戶需求，通過AI技術的深入應用，推出出行、釣魚、旅游、親子、運勢等多個生活化場景板塊，以及紫外線指數、洗車指數、花期預報、滑雪指數、穿衣指數、感冒指數、彩虹指數報告等生活化指數服務，打造個性化氣象服務，讓氣象服務真正為人們的生活決策提供指導。
二、從氣象數據采集到天氣預報
常言道：“天有不測之風云。”預測天氣是一件很難的事到19世紀中葉，基于近代科學的天氣預報方法才正式確立20世紀中葉，隨著計算機技術的發展，世界各國相繼采用了數值天氣預報方法，預報的準確度得到了極大的提高。
天氣預報是怎么制作出來的？實際上，天氣不僅受到各種氣團的影響，還受到當地地形、水域狀況等眾多因素的影響，任何隨機的因素變化都可能引起意想不到的天氣變化。看似簡單的天氣預報信息，其背后都有非常龐雜的數據采集作支撐。
溫濕度計
探空氣球
海上的浮標站
天氣雷達
氣象衛星
看似簡單的天氣預報信息，其背后都有非常龐雜的數據采集作支撐。從簡單的溫濕度計到復雜的能見度儀，從藍天中的探空氣球到大海上的浮標站，從矗立在地面的天氣雷達到游弋于太空的氣象衛星。
各種各樣的氣象觀測手段織成一張精密的大網，忠實記錄著氣象數據。
我們每日接收到的天氣預報信息，就是由如此龐雜的數據，再加上歐亞甚至全球的所有氣象數據，通過篩選、運算、分析等系列復雜的工作流程得到的。隨著預報業務的不斷發展這些數據將更加精準，數量也將繼續增加。
數值天氣預報是目前全世界廣泛應用的一種天氣預報方法。它根據描述大氣運動規律的氣體實驗定律、水汽守恒定律和熱力學能量守恒定律等多個物理定律建立方程組，確定某個時刻大氣的初始狀態和邊界條件后，通過數學方法求解，計算出未來某個時間大氣的狀態，就是通常所說的天氣形勢及有關的氣象要素如溫度、風、降水、輻照度等。
小貼士
數據(data)是對客觀事物屬性的描述，是記錄下的某種可以識別的符號。在計算機科學中，數據是指所有能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱。數據承載著信息，把采集到的數據進行加工、分析，可以產生信息。
核心概念
近年來，隨著氣象部門觀探測能力的不斷提升，以及對氣象數據的處理能力和可視化能力不斷增強，氣象部門向公眾提供的預報信息越來越精細準確、生動形象，大大提高了氣象服務的質量。
三、氣象數據在社會各領域中的應用
隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，社會公眾、各行各業和國家防災減災部門對氣象服務的需求日益增長，對天氣預報的準確率、精細化程度和預報時效等提出新的、更高的要求。氣象部門則充分利用氣象觀探測數據，提供更好的信息服務和決策參考。
人們日常生活
國民經濟建設
科學發現
技術創新
隨著生活水平的提高，人們越來越注重生活質量，需要更多更方便的渠道獲較舒適取更詳細、更準確、更及時、更個性化的天氣氣象信息。為了更好地滿足這種需求，除了常規天氣預報信息外，現在氣象部門還對各種氣象數據進行綜合分析，提供多種預報服務。
人們日常生活
人們日常生活
我國正處在全面建設更高水平小康社會的重要歷史時期，氣象服務在國民經濟各行各業發展中的作用越來越重要。氣象觀探測數據一直在為農業、交通、航空、航天、水利、環境、電信、電力和能源等行業提供決策參考。
國民經濟建設
海洋石油工程作業對安全保障有極高要求。當出現臺風、大風、海霧、強對流天氣時，海石油平臺對準確精細的天氣預報服務有著強烈需求，工程作業船迫切需要關于所在區域海上災害性天氣的針對性預警。
氣象觀測數據服務海洋石油工程
截至2016年底，氣象部門已經建設并納入業務運行的有373個海島自動氣象站、41個錨錠浮標自動氣象站、52個船載自動氣象站、46個塔臺自動氣象站和35個海上石油平臺自動氣象站。
農業生產的每個環節都與天氣、氣候條件密切相關，我國氣象部門一直把為農業服務作為基本業務。氣象部門要做到：為農業部門及廣大農民提供旱、澇、低溫、霜凍等災害性天氣的長、中、短期預報，提示農民在氣象災害到來之前做好防災準備；根據作物長勢、面積及氣象條件，進行農作物產量預報，定期向國家圖及各省市提供預報結果，從而為農業經濟發展助力。
氣象數據助力農業經濟發展
青藏鐵路沿線平均海拔在4000米以上，閃電、雷暴、雪和冰雹等災害性天氣事件時常發生。這些惡劣天氣直接加大了青藏鐵路沿線的供電隱患。
氣象數據為青藏鐵路提供決策參考
科學發現
技術創新
氣象觀測數據和信息是開展天氣預警預報、氣候預測預估及各類氣象服務、科學研究的基礎，是推動氣象科學發展的原動力。
GRAPES“隔空指揮”風云四號加密觀測
2018年第10號臺風“安比”于7月22日12時30分前后在上海登陸后，一路北上，數天內給華東、華北及東北地區帶來較大風雨影響。
四、數據及其價值
數據是計算機加工的基本對象，是現實世界中種事物和現象的抽象化和符號化。伴隨著信息技術的發展，計算機可處理的數據類型越來越多，現代計算機處理的不再是單純的數值型數據，更多的是文本、圖形、圖像、音頻、視頻等非數值型數據。
數據是事物屬性的刻畫，反映出事物的信息。通過對數據的挖掘，可以發現數據里面所隱藏的各種信息，找到數據規律并挖掘出所隱含的自然或社會規律。因此，信息技術的高速發展所帶來的海量數據和信息量無疑是一座重要的寶庫。
從移動支付到共享經濟，大數據正在加速重塑大眾生活的諸多方面；從萬物互聯到智慧城市，大數據正在深刻影響著經濟發展、社會治理、國家管理的各個領域。
上海全面推廣“健康云”，病歷和就診數據匯集“上云”，就診記錄一鍵查詢，轉診信息順暢共享；重慶江北區智慧城管系統為路燈、排水管網、環衛車等加裝智能設備，采集到的運行狀態數據由“智慧城管”進行精細的分析處理。
全國多地交管門聯合高德地圖，借助大數據分析技術為春運“摩托大軍”提供最佳返鄉路線、個性化路況提示，讓春運更有“溫度”；全國首個旅游大數據公共服務平臺“杭州旅游數據在線”上線，游客通過手機便可了解景點實時擁堵度、酒店好評率等信息。
大量用戶數據與信息催生了一系列消費者行為的研究與分析。企業利用用戶數據可以給用戶畫像，對用戶進行細分，精準感知用戶需求，從而基于數據優化產品設計，為用戶提供更好的服務。
制造業通過工業大數據與自動控制和感知硬件、工業核心軟件、智能服務平臺等融合發展，形成數據驅動的工業發展新模式，對每個產品從生產、銷售到用戶使用環節的數據采集、分析和應用，提高生產效率、減少庫存、延伸產業鏈。
隨著數據成為國家的戰略資源、企業的核心資，同時對個人也越來越重要，數據也成為違法犯罪分子的重點關注目標，數據安全問題受到全世界從政府到普通公眾的重視。此外，規模龐大的數據中心在成為全球強大的經濟引擎的同時，也消耗了巨大的能量。數據中心綠色建設、高效運營已是迫在眉睫的任務。
五、課后活動
1.竺可楨是我國當代著名的氣象學家和地理學家，是物候學發展的推動者。
①收集資料，了解他組建早期中國氣象觀測網的經歷，思考他對我國氣象科學發展的貢獻。
②讀他的《大自然的語言》，了解物候觀測的內容。思考并討論：既然可以通過儀器設備采集氣象數據，他為什么還要數十年如一日堅持開展物候觀察和記錄？
2.登錄中央氣象臺或中國氣象局網站，了解中央氣象臺或中國氣象局向公眾提供哪些形式和內容的氣象服務。
3.收集資料，了解動態氣象預報產品是如何制作的，在班級里向其他同學作介紹。
4.舉例說明隨著信息技術的發展，“數據”的內涵有了哪些變化。
5.每個生活氣象指數的計算需要選擇影響因子進行數學建模，再通過計算得出結論。收集資料，了解“中暑指數”“晨練指數“感冒指數”分別選用哪些氣象數據作為影響因子。和同伴探討交流：這些生活氣象指數的計算合理嗎？

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