全球氣象預(yù)報(bào)大模型風(fēng)烏發(fā)布：有效預(yù)報(bào)時(shí)間首破10天|環(huán)球速遞

AI人工智能技術(shù)發(fā)展迅速，各行各業(yè)都在加快支持先進(jìn)AI大模型，現(xiàn)在氣象領(lǐng)域也跟進(jìn)了，國內(nèi)多個(gè)單位聯(lián)合推出了全球中期天氣預(yù)報(bào)大模型“風(fēng)烏”，可以在30秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)超過10天的有效預(yù)報(bào)。

(資料圖)

據(jù)上海人工智能實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)消息，4月7日他們聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、中國科學(xué)院大氣物理研究所及上海中心氣象臺(tái)發(fā)布全球中期天氣預(yù)報(bào)大模型“風(fēng)烏”。

基于多模態(tài)和多任務(wù)深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建，AI大模型“風(fēng)烏”首次實(shí)現(xiàn)在高分辨率上對(duì)核心大氣變量進(jìn)行超過10天的有效預(yù)報(bào)，并在80%的評(píng)估指標(biāo)上超越DeepMind發(fā)布的模型GraphCast。

此外，“風(fēng)烏”僅需30秒即可生成未來10天全球高精度預(yù)報(bào)結(jié)果，在效率上大幅優(yōu)于傳統(tǒng)模型。

實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)軍科學(xué)家歐陽萬里表示，“‘風(fēng)烏’取名自秦漢時(shí)期的‘相風(fēng)銅烏’，是世界上最早的測(cè)風(fēng)設(shè)備。

天氣預(yù)報(bào)大模型‘風(fēng)烏’不僅承載了中國古人的智慧，也寓意實(shí)驗(yàn)室致力于在以氣象為代表的AI for Science領(lǐng)域勇于突破、不懈探索。”

上海人工智能實(shí)驗(yàn)室青年科學(xué)家白磊介紹，“‘風(fēng)烏’提供了一個(gè)強(qiáng)大有效的全球中期天氣預(yù)報(bào)的AI框架，其領(lǐng)先性體現(xiàn)在預(yù)報(bào)精度、預(yù)報(bào)時(shí)效和資源效率三方面。”

在預(yù)報(bào)精度方面，相比DeepMind的GraphCast，“風(fēng)烏”的10天預(yù)報(bào)誤差降低10.87%，而相比于傳統(tǒng)的物理模型，其誤差降低19.4%。

在預(yù)報(bào)時(shí)效方面，根據(jù)國際常用的標(biāo)準(zhǔn)，z500 ACC大于0.6時(shí)氣象預(yù)報(bào)結(jié)果具有可用性[2]，可以較好地指導(dǎo)預(yù)報(bào)員判斷未來氣象發(fā)展形勢(shì)。

此前，全球范圍內(nèi)最好的物理模型HRES在此標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，有效預(yù)報(bào)時(shí)長(zhǎng)最大為8.5天，而“風(fēng)烏”基于再分析數(shù)據(jù)達(dá)到了10.75天。

在資源效率方面，現(xiàn)有物理模型往往運(yùn)行在超級(jí)計(jì)算機(jī)上，而“風(fēng)烏”AI大模型僅需單GPU便可運(yùn)行，僅需30秒即可生成未來10天全球高精度預(yù)報(bào)結(jié)果。

從結(jié)果上看，“風(fēng)烏”在6到10天的中期預(yù)報(bào)上預(yù)報(bào)技巧顯著高于GraphCast。

其中具有代表意義的z500達(dá)到了10.75天的有效預(yù)報(bào)范圍（ACC＞0.6），這也是高分辨率全球中期天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)首次能夠?qū)Υ髿庾兞窟M(jìn)行超過10天的有效預(yù)報(bào)。

未來，“風(fēng)烏”AI氣象大模型可與傳統(tǒng)的物理模型形成互補(bǔ)，憑借其卓越的性能和精度，為生產(chǎn)生活提供更準(zhǔn)確、更實(shí)用的天氣預(yù)報(bào)信息，助力天氣預(yù)報(bào)數(shù)字化，為農(nóng)林牧漁、航空航海等各行業(yè)及公共安全保障提供有力的支持。

據(jù)悉，上海人工智能實(shí)驗(yàn)室AI for Earth團(tuán)隊(duì)還將把人工智能方法應(yīng)用到更廣泛的氣象、環(huán)境、天文、地質(zhì)等地球科學(xué)問題研究中，助力“碳中和”、防災(zāi)減災(zāi)、能源安全等重大需求。

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