公眾氣象服務可視化傳播的現狀與發展探析

楊 玲 劉珺婷 張 倩

（1.湖南省氣象服務中心 辦公室，湖南 長沙 410118；2.湖南省氣象服務中心 宣傳中心，湖南 長沙 410118）

公眾氣象服務是一種氣象信息的再加工與傳播，它不直接參與天氣預報結論制作，而是對氣象臺所做出的天氣預報內容的再加工與全網傳播。在傳播之前，它會被加工成某種具體形態，例如在電視媒體上播放時，它是電視天氣預報節目的形態。在信息傳播形式或媒介載體上，公眾氣象服務涉及報紙、雜志、電視、廣播等傳統媒體，以及網站、移動媒體（如微博、微信、App應用）等新興媒體。作為信息的加工傳播，公眾氣象服務必然隨著科技發展與時代推進而不斷演化。

一、可視化及其在公眾氣象服務中的應用

可視化是一種數據的表達方式，［1］可視化的相關理念和技術的提出只有上百年的歷史。在文藝復興時期，笛卡爾坐標系的產生、費馬和帕斯卡概率論的出現，打開了可視化技術發展的大門。蘇格蘭工程師威廉·普萊費爾（William Playfair）創造了今天我們習以為常的幾種基本可視化圖形：折線圖、條圖、餅圖。［2］如果單從可視化的簡單定義來講，即大量非直觀的、抽象的或者不可見的數據借助計算機圖形學和圖像處理等技術產生形式直觀、形象的產品，那么氣象可視化的發展較早。1854年，因克里米亞戰爭而繪制的世界上第一張天氣圖的誕生，標志著氣象可視化走上歷史舞臺。自此，可視化在氣象工作中的諸多方面得到運用，從氣象數據的采集、氣象數據的顯示，到氣象預報的制作、氣象服務產品的發布等，都離不開可視化技術的應用。

目前，氣象業務應用領域可視化技術發展前景較好，在氣象部門可視化平臺顯示、氣象新媒體應用、氣象影視技術應用等方面都有所體現。在我國，氣象信息被作為內容進行包裝加工，并在電視臺播出，也就30多年時間。氣象節目綜合了各種氣象信息和氣象產品，這些信息來源于氣象臺的天氣預報和氣象研究部門的科學計算、科學視算產品，是氣象資料處理過程的最后環節，是抽象的氣象科學可視化的傳播。［3］

二、公眾氣象服務可視化傳播的應用及其不足

氣象數據來源廣泛，涉及基礎觀測數據、雷達和衛星遙感監測數據、數值模式預報等數據，每年產生的氣象數據體量已接近PB級，具備了大量、高速、多樣和價值的大數據4V特點。［4］氣象業務服務人員、專業服務用戶和社會公眾需要可視化技術來幫助理解巨大數量的數據。經過數據挖掘和可視化過程的原創氣象數據新聞或預報、科普產品，在增強氣象信息可讀性的同時，又可以避免其他媒體對于文字類氣象信息的錯誤解讀，從而維護氣象部門的權威發布品牌。［5］目前，在傳統電視天氣預報節目與新媒體氣象服務兩類公眾氣象服務中，可視化傳播均得到了較好的應用。

（一）可視化傳播在傳統電視天氣預報節目中的應用

在我國，氣象部門每天制作的傳統電視天氣預報節目，涵蓋天氣實況、氣象災害預警、重點天氣解讀、氣象指數、氣象科普，以及部門聯合發布的農業、地質災害、山洪、中小河流洪、森林火險、重污染、空氣質量、公路交通等預警預報信息。以湖南為例，隨著氣象數據的豐富及可視化技術的發展，湖南氣象部門近年來致力于提高氣象數據的加工能力，努力實現氣象數據的增值。

一是基礎數據的可視化與自動化。湖南現有省級19套節目，主要內容為城市預報、景點預報、空氣質量、云圖、指數預報等，主要是對報文的可視化翻譯。為打破氣象數據可視化單一的現狀，從2021年7月開始，湖南在全國率先實現氣象影視FUSION制作系統與“天擎”的數據對接與應用，已制作播出6小時、24小時、185小時累計降雨量動態實況圖，14時整點氣溫動態實況圖，臺風降水示意圖（見圖1）等。“天擎·湖南”氣象數據（自動站氣溫、雨量及云圖等）引入湖南電視天氣預報節目，用氣象數據可視化豐富了節目形態。

圖1 臺風降水可視化產品

二是部門聯合發布產品可視化呈現。湖南氣象部門每天制作的電視天氣預報節目解讀，涵蓋全省天氣形勢分析、氣象災害預警、重點天氣解讀、氣象科普、氣象災害防御指南，還有氣象部門的應急響應、災害性天氣預警，以及跨部門合作發布的地質災害氣象風險預警（見圖2）、山洪災害氣象風險預警、森林火險預警、重污染天氣、航道大風預報等信息?？梢暬庸な闺娨曁鞖忸A報節目增強了氣象衍生災害信息發布的權威性、科學性。

圖2 預警預報產品可視化產品

三是基礎數據的人工可視化翻譯。隨著公眾對氣象信息服務需求的多元化和個性化，更需要氣象部門通過對氣象數據的深入分析，挖掘出公眾喜聞樂見的氣象信息或氣象知識。例如，賞月地圖是結合社會熱點對20時到08時段天空云層覆蓋率的深度挖掘而形成的可視化產品，春風預報是結合季節特點對溫度和風力這兩個基本氣象要素的深度挖掘而形成的可視化產品，賞花預報是綜合溫度、光照、降水等多個氣象要素及其對同一季節不同種類開花時段預報的深度數據挖掘而形成的可視化產品（見圖3）?？梢暬瘋鞑ナ箽庀髷祿碗娨曁鞖忸A報節目增強了可讀性，也更具實用性。

圖3 氣象多要素綜合分析后的可視化產品

四是圖文自動化節目。這主要是5套中國氣象頻道本地節目，將以往面向行業的深奧的數據和復雜的圖形，轉化為可面向公眾服務的節目，在體現節目差異化的同時，更體現服務的精準性。［3］可視化傳播集中在城市預報、景點預報、交通預報三大類，中國氣象頻道本地節目均已實現自動化模塊化可視化服務。

（二）可視化傳播在新媒體氣象服務中的應用

作為公眾氣象服務，傳統電視天氣預報節目在覆蓋范圍與信息傳播速度等方面具有一定的局限性，尤其體現在傳播方式單向性和被動接受缺乏互動上。近年來，公眾氣象服務積極向新媒體領域拓展，并逐漸展現出獨特優勢。

目前，我國各省新媒體氣象服務呈蓬勃發展之勢，從官方微博、微信、今日頭條、企鵝政務號等新媒體平臺，拓展到學習強國、優酷視頻、西瓜視頻、騰訊視頻、抖音、快手、微信視頻號、一直播、斗魚、B站等，將天氣預報及預警等信息通過更廣泛的渠道推送出去。內容上，新媒體氣象服務主要提供高溫、大風、臺風、大霧、暴雪、暴雨、寒潮等災害天氣，以及春運、世界氣象日、高考、春耕春播、秋收秋種、節假日等重要節點的天氣服務。形式上，新媒體氣象服務豐富多樣，包括氣象科普短視頻、風雨實況類視頻、預報員講解類視頻、氣象專業類動態視頻（如臺風圖、云圖、雷達圖）、融媒體直播等。

在短視頻平臺上，公眾氣象服務可視化傳播的內容也各有不同。其中，快手、抖音類似于電視天氣預報節目服務的延伸，大多提供最新天氣相關的公眾氣象服務信息，與公眾零距離交流互動，包括天氣實況、氣象災害預警、地質災害氣象風險預警、環境氣象預報、生活氣象指數、森林火險氣象等級預報、城市預報、氣象災害防御指南等信息。B站以科普形式為主，包括各種氣象小知識，傳播二十四節氣、盛夏暴雨、云等相關天象主題的科普信息，讓公眾更加直觀地理解與學習氣象知識。

（三）公眾氣象服務可視化傳播存在的不足

目前，我國各省公眾氣象服務可視化產品的共享程度低，基本素材重復開發，導致服務拓展和本地特色產品開發不夠。氣象事業不斷發展，氣象產品日漸豐富，數據來源多，格式不統一，增加了業務應用的復雜程度。氣象服務節目數量多，新媒體傳播渠道多，所需資料和產品數量龐大，然而制作時間緊，存儲量不夠，服務的差異化和精細化體現不足。加之全人工操作自動化程度低，氣象數據來源不穩定且分散，造成氣象數據可視化呈現不豐富。

以湖南為例，電視天氣預報節目制播系統、新媒體加工平臺與各預報服務系統尚未對接，要呈現高品質的氣象服務可視化圖形、視音頻產品還需純手工勞動。氣象數據可視化產品數量大，全手工制作耗時且費力，復雜圖形不利于公眾短時間的信息接收；新媒體的氣象數據可視化產品單一、內容匱乏，深加工能力有限；融媒體視頻、圖形等氣象數據可視化產品的系統建設仍在進行中，二維圖形的快速加工能力有待提高，沉浸式服務尚未開展，本地化特色模塊也尚未健全。

三、公眾氣象服務可視化傳播的發展方向

要將公眾氣象服務信息以更直觀的方式傳播出去，從而更有效地服務于公眾，有賴于可視化傳播這一深加工策略的優化應用。公眾氣象服務可視化傳播的發展，一是要解決產品研發的問題，二是要解決內容加工的問題，以需求牽引，帶動產品研發，融合先進技術，研制針對不同載體的不同產品，簡便易懂、重點突出才能更利于傳播。因此筆者認為，公眾氣象服務要通過可視化傳播、多維度展示，最終實現氣象數據可視化嵌入到氣象服務各個領域，貫穿于氣象服務各個渠道。

（一）氣象數據的全景可視化展現

氣象數據的全景可視化展現，主要方式有動態數據展示和動態視頻展示。動態數據展示是運用數據可視化工具，通過表格、曲線圖、分布圖、語音、示意圖、示意動畫等多方面、全方位地展現歷史氣象數據信息；動態視頻展示引入國內已有的VR、MR技術等讓公眾體驗基本的溫、壓、濕、風、云等要素原理，將枯燥乏味的氣象數據通過可視化手段進行加工再現。美國AccuWeather公司基于三星Gear VR推出的沉浸式天氣預報服務，可以體驗實時、動態的天氣狀況，包括暴風雨、雪和云的動畫，使突發天氣新聞的報道更加精準快速，幫助公眾理解各種天氣現象及其對生活的影響。

在我國，不少地方已經開展沉浸式天氣預報服務。例如，北京采用虛擬演播室+體驗式專題報道的形式，AR增強現實技術得到應用；浙江建有高清實景和UE4實時渲染引擎虛擬演播系統，可以進行虛擬制作及AR前景植入，實現主持人實景虛擬互動及獨立虛擬節目制作；深圳氣象部門和廣電部門聯合打造的《談天說地》（見圖4）欄目已被國內多個高校引進，成為專業且通俗直觀的氣象知識教程。

圖4 深圳天氣預報節目服務效果圖

（二）氣象數據可視化產品的同頻共振

氣象數據的可視化傳播，主要是通過一端多屏高效制作與不同格式分發，實現電視天氣預報節目一次繪制多頻道同步更新。這有賴于利用excel圖表可視化、Python程序語言可視化等技術，充分運用cimiss決策服務支撐系統、“天擎·湖南”系統、影視云合系統等，形成氣象要素溫、壓、濕、風、降水等實時數據的可視化動態展示圖，并通過電視、微信、微博、抖音、H5等形式對外傳播。

湖南公眾氣象服務的可視化傳播，包括電視節目延伸傳播、短視頻、圖文形式天氣預報、重大活動的直播等。自2015年開始，湖南氣象新媒體圍繞災害性天氣、重要節假日天氣、氣象日科普、農產品宣傳等開展直播，其具有特色的新媒體可視化產品有二十四節氣圖解、原創抖音短視頻等。利用微博、微信、抖音、快手等渠道，湖南公眾氣象服務實現了各種可視化產品傳播的同頻共振。

（三）基于氣象預報預警的可視化

在這個方面，湖南氣象部門已建立了基于湖南智能網格預報的各類災害性天氣預警預報的可視化產品，還將開發基于歷史典型案例的應急事件災害演變的可視化產品，以及針對地質災害、高溫干旱、暴雨洪澇等隱患風險點發生概率的氣象風險可視化產品。這些公眾氣象服務的可視化傳播，通過歷史數據統計分析，利用二維和三維技術，將氣象信息按時間和空間兩個維度進行呈現，讓湖南典型氣象災害的時空發生概率清晰可見。

（四）嵌入跨行業關鍵信息的可視化

要實現跨行業關鍵信息的可視化傳播，需要建立氣象影響因子對交通、旅游、健康、農業、電力等相關行業的影響的可視化模型，篩選風速、風向、輻照度、云量、降雨、冰雹、大霧等對相關行業有深刻影響的氣象因子，以文字、圖表及數字化、圖像化、動態化的圖片等形式展示氣象要素對行業的影響。氣象部門運用網格預報產品，模擬展示某區域內降雨降雪等天氣情況，以及天氣狀態的演變過程，構建氣象與行業生產的相關性分析模型，幫助相關行業將氣象災害風險降到最低。

（五）融入5G運營商的可視化

氣象部門要強化與三大基礎電信運營商的合作共享，在研究氣象大數據分析技術、構建氣象知識圖譜的基礎上，運用人工智能技術實現實時的歷史及未來氣象數據交互問答的語音可視化傳播。氣象部門還可以加強與社交軟件的合作，運用VR技術進行天氣現象的模擬、天氣系統的模擬，讓公眾感知風雨雷電等模擬效果。

可視化傳播在公共氣象服務中的潛力是巨大的，但只有與實際的業務需求相結合才能煥發出更加持久的生命力。未來，具備更強大的時空分辨率和更精細的地理信息數據的可視化傳播，將在公共氣象服務中發揮更大作用。