2023年7月可能是有记录以来最热的一个月份,也可能是12万年来最热的一个月。气候正在变暖,因此,极端天气事件发生的可能性正在增加。传统的天气预报工作离不开大量的计算能力。如今,一种新的人工智能(AI)驱动的天气模型可供公众使用,它改变了天气预测的方式。
盘古气象是由华为云开发的一款天气预报AI模型,不仅预报的精度更高,而且速度提高了10000倍,它将全球气象预报的时间缩短到秒级。这有助于极端天气的早期预测和应对。这些成果于2023年7月5日发表在同行评审的科学出版物《自然》(Nature)上。
盘古气象是首个精度超过传统数值预报方法的AI预测模型,并且是第一次在欧洲中期天气预报中心(ECMWF)网站上免费向公众发布。这为全球气象预报员、气象学家、气象爱好者和公众提供了一个平台,可以查看盘古气象模型的10天全球气象预报。
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颠覆传统天气预报
除了提供10天天气预报外,ECMWF还发布了一份报告,比较了盘古气象模型和ECMWF IFS(全球领先的NWP系统)从2023年4月至7月所做的预报。
结果显示,像盘古气象这样采用机器学习(ML)方法的大模型会“彻底改变传统数值天气预报(NWP)方法渐进且相当缓慢的发展过程”,后者的预报技能每十年增加约一天(数据来自世界气象组织或WMO)。其原因是使用标准NWP系统预测的计算成本太高。ML模型有望彻底改变天气预报系统,它需要的计算成本更低,且精度极具竞争优势。
华为云AI领域首席科学家、IEEE Fellow和国际欧亚科学院院士田奇博士解释道:“天气预报是科学计算领域最重要的场景之一,因为气象预报是一个非常复杂的系统,很难涵盖数学和物理各个方面的知识。目前,盘古气象主要完成的是预报系统的工作,其主要功能是预报大气状态的演变。”
极端天气的预测精度经验证非常高
盘古气象模型的预测能力已经在极端情况下得到了检验,例如2022年2月袭击欧洲西北部的尤妮斯风暴和2022年夏季英国高温首次突破40°C。这两个例子表明,数据驱动的模型能够预测极端天气情况并为中期预报提供指导。
盘古气象预报涵盖地势、比湿、风速和温度。所有这些信息对于预测天气系统、风暴路径、空气质量和气候模式的发展至关重要。盘古气象还被用来预测今年第六号台风“卡努”的路径。
ECMWF长期以来一直呼吁全球天气预报行业做出更多努力,使用AI模型来完善其预报系统,进一步探索这些模型的优缺点,以协助气候管理。
田奇博士表示:“我们的最终目标是利用AI技术建立下一代天气预报框架,以加强现有的预报系统。”
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