以往提到天氣，人們往往會(huì)說“變幻莫測”。而現(xiàn)在，在人工智能助力下，天氣漸漸“變幻可測”。

人工智能技術(shù)與數(shù)值模式、超強(qiáng)算力協(xié)同發(fā)力，再加上預(yù)報(bào)員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，就能提前“算”出風(fēng)雨雷電的信號(hào)。速度更快、效率更高的氣象預(yù)報(bào)，將加快賦能千行百業(yè)，助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。

“人工智能+氣象” 新應(yīng)用新場景涌現(xiàn)

每年5月，南海夏季風(fēng)暴發(fā)拉開我國主汛期大幕，推動(dòng)著我國主雨帶進(jìn)程。對南海夏季風(fēng)暴發(fā)時(shí)間的預(yù)測，是我國氣象部門的重要任務(wù)之一。

“今年汛期氣象服務(wù)中，風(fēng)順展現(xiàn)了不錯(cuò)的預(yù)測能力，提前捕捉到‘南海夏季風(fēng)暴發(fā)將偏晚’這一關(guān)鍵信號(hào)，為汛期預(yù)測提供了科學(xué)指導(dǎo)。”國家氣候中心氣候變化影響適應(yīng)室主任、雄安氣象人工智能創(chuàng)新研究院副院長陸波介紹。

風(fēng)順是中國氣象局首個(gè)人工智能全球次季節(jié)—季節(jié)預(yù)測系統(tǒng)，由中國氣象局聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、上海科學(xué)智能研究院研發(fā)。目前風(fēng)順已實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化穩(wěn)定運(yùn)行一年多，性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。10月28日，由中國氣象局公共氣象服務(wù)中心牽頭研發(fā)的人工智能氣象服務(wù)系統(tǒng)風(fēng)和正式發(fā)布。公眾可以問它：“‘五一’假期我想去三清山旅游，沿途天氣怎么樣？”風(fēng)力發(fā)電場的工作人員也能問它：“明天風(fēng)電場風(fēng)力多大？”

“風(fēng)和是面向氣象服務(wù)領(lǐng)域的千億參數(shù)語言模型，也是連接海量氣象數(shù)據(jù)與用戶的重要‘智能交互窗口’，可應(yīng)用于災(zāi)害預(yù)警、交通運(yùn)輸、旅游出行等場景。”中國氣象局公共氣象服務(wù)中心正高級工程師王慕華說。

風(fēng)雷模型由國家氣象中心和清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)，主要應(yīng)用在強(qiáng)對流天氣臨災(zāi)預(yù)警時(shí)段，預(yù)報(bào)對象是即將發(fā)生的雷暴和強(qiáng)降水天氣。國家氣象中心正高級工程師盛杰介紹，風(fēng)雷可實(shí)現(xiàn)全國范圍1公里分辨率的未來3小時(shí)、逐10分鐘的回波降水格點(diǎn)預(yù)報(bào)。

“目前，風(fēng)雷技術(shù)的先進(jìn)性及業(yè)務(wù)化應(yīng)用程度表明，我國的短臨預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)在人工智能方面處于世界先進(jìn)水平。”盛杰介紹。

風(fēng)清模型是全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的人工智能全球短中期預(yù)報(bào)系統(tǒng)。國家氣象中心天氣預(yù)報(bào)技術(shù)研發(fā)室主任、雄安氣象人工智能創(chuàng)新研究院副院長曹勇介紹，風(fēng)清模型可精準(zhǔn)捕捉臺(tái)風(fēng)、暴雨等災(zāi)害天氣，輸出13層高空要素與11類地面要素預(yù)報(bào)。目前，風(fēng)清已實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化部署并向全國推廣，廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)、光伏風(fēng)電調(diào)度、航空保障等場景。

除了風(fēng)雷、風(fēng)清、風(fēng)順、風(fēng)和，國家衛(wèi)星氣象中心（國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心）還牽頭研發(fā)了人工智能風(fēng)宇模型，這是空間天氣鏈?zhǔn)饺斯ぶ悄茴A(yù)報(bào)模型。目前，該模型已應(yīng)用于衛(wèi)星通信導(dǎo)航、航天器軌道管理、電力設(shè)施防護(hù)及航空安全等領(lǐng)域。

氣象服務(wù)從“人找信息” 轉(zhuǎn)向“信息找人”

如何更快、更早、更準(zhǔn)發(fā)布災(zāi)害天氣預(yù)警，是氣象業(yè)務(wù)面臨的共同難題。對強(qiáng)對流天氣，尤其是局地強(qiáng)對流天氣的預(yù)報(bào)，更是難上加難。

“風(fēng)雷在幾分鐘內(nèi)就能預(yù)報(bào)對流系統(tǒng)的生消演變，甚至在預(yù)報(bào)難度最大的局地極端強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)中展現(xiàn)出優(yōu)勢，風(fēng)雷強(qiáng)回波預(yù)報(bào)質(zhì)量相比傳統(tǒng)方法提升超25%。”盛杰說。

風(fēng)雷、風(fēng)清、風(fēng)順等模型，在業(yè)務(wù)實(shí)踐中各展身手，不斷提升預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度和預(yù)報(bào)效率。

例如，在業(yè)務(wù)化運(yùn)行中，風(fēng)順展現(xiàn)出3個(gè)突出特點(diǎn)：具備覆蓋全球的預(yù)報(bào)能力，每日可提供包含100個(gè)集合成員的60天預(yù)測產(chǎn)品；在關(guān)鍵氣候模態(tài)預(yù)測性能上達(dá)到國際先進(jìn)水平，對大氣季節(jié)內(nèi)振蕩的有效預(yù)測能力可達(dá)32天；在極端天氣預(yù)測中表現(xiàn)亮眼，能為我國能源調(diào)度等提供前瞻性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

又比如，風(fēng)清模型全球有效預(yù)報(bào)時(shí)效超10.5天，極端天氣與關(guān)鍵要素預(yù)報(bào)精度對標(biāo)國際領(lǐng)先水平。“風(fēng)清模型以高效算力適配與穩(wěn)定運(yùn)行性能，為民生保障、行業(yè)服務(wù)提供硬核氣象技術(shù)支撐。”曹勇說。

“人工智能正深刻改變氣象服務(wù)的方式，推動(dòng)其邁入智能化新階段。”中國氣象局公共氣象服務(wù)中心高級工程師于廷照說。過去，人們獲取天氣信息主要靠看電視、刷手機(jī)，屬于“主動(dòng)查找”；如今，借助人工智能技術(shù)，氣象服務(wù)正在從“人找信息”轉(zhuǎn)向“信息找人”。

與現(xiàn)有技術(shù)融合互通 不會(huì)取代預(yù)報(bào)員

除了預(yù)報(bào)，在極端降水預(yù)測、強(qiáng)對流天氣預(yù)警、氣象資料同化分析、氣象觀測與數(shù)據(jù)處理、氣象服務(wù)與決策支持等領(lǐng)域，也出現(xiàn)了不少人工智能模型，有力地推動(dòng)了氣象業(yè)務(wù)的數(shù)字化、信息化和智能化發(fā)展。

今年7月，中國氣象局推出全民早期預(yù)警中國方案“媽祖（MAZU）”，其中，城市多災(zāi)種早期預(yù)警智能體目前已在35個(gè)國家和地區(qū)落地應(yīng)用，為全球防災(zāi)減災(zāi)貢獻(xiàn)中國智慧。

但專家指出，人工智能工具仍需要和現(xiàn)有的技術(shù)手段互補(bǔ)、融合應(yīng)用，最終的決策和任務(wù)完成仍需要預(yù)報(bào)員的判斷。

“風(fēng)雷等人工智能模型優(yōu)勢在于大數(shù)據(jù)挖掘，但由于沒有考慮物理機(jī)制，并未完全解決預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度問題，所以不會(huì)取代預(yù)報(bào)員和數(shù)值預(yù)報(bào)。”盛杰說，三者將融合互通、優(yōu)勢互補(bǔ)，形成以預(yù)報(bào)員為重點(diǎn)，數(shù)值模式、人工智能為左右臂膀的協(xié)同預(yù)報(bào)體系。

人工智能技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段，既展現(xiàn)出賦能氣象轉(zhuǎn)型發(fā)展的巨大潛力，同時(shí)也帶來諸如數(shù)據(jù)濫用偏差、模型缺陷、預(yù)報(bào)結(jié)果不可控等多重風(fēng)險(xiǎn)治理挑戰(zhàn)。

今年4月，中國氣象局、國家網(wǎng)信辦聯(lián)合印發(fā)《人工智能氣象應(yīng)用服務(wù)辦法》，明確要加強(qiáng)人工智能與氣象監(jiān)測預(yù)警、預(yù)報(bào)預(yù)測、數(shù)值預(yù)報(bào)等領(lǐng)域深度融合應(yīng)用，同時(shí)依法規(guī)范人工智能氣象應(yīng)用服務(wù)。

“出臺(tái)系列政策文件，就科學(xué)應(yīng)對人工智能氣象應(yīng)用服務(wù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)范引導(dǎo)人工智能氣象應(yīng)用服務(wù)發(fā)展提出要求，將為人工智能氣象應(yīng)用服務(wù)加裝‘安全護(hù)欄’，促進(jìn)氣象應(yīng)用高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全良性互動(dòng)。”中國氣象局總工程師潘進(jìn)軍說。

據(jù)人民日報(bào)