人工智能能不能加入到氣象發展中,引起一些波瀾?
2020年是氣象發展“十三五”規劃的收官之年,也是中國氣象局“《全面推進氣象現代化行動計劃》”(以下簡稱“《行動計劃》”)的決定性一年。智能氣象作為氣象發展和氣象現代化“十三五”規劃的重中之重,自誕生之日起,就被賦予了“觀測智能化、準確預報、開放服務、科學管理、不斷創新”的深刻內涵。如何回答“智能天氣”這一重要命題成為了所有氣象學家的目標,人工智能的興起為所有氣象學家提供了有效的新思路和新途徑。近年來,人工智能加速了氣象事業的擁抱,為促進氣象現代化發展提供了新的動能,生動地詮釋了人工智能氣象的新篇章。
觀察情報,全自動實施
今年4月1日,我國地面觀測自動化改革由全國試運行轉為正式業務運行,標志著我國地面觀測的全面自動化。國家氣象局表示,在觀測自動化改革中,多源數據自動綜合識別、智能圖像識別、天氣現象視頻智能觀測器等多種智能科技手段同時使用,大大提高了地面觀測的時效性、觀測頻率和空間密度。
據初步評估,我國氣象觀測自動化后,現代化水平將達到先進國家水平,為氣象觀測的一體化、智能化、信息化、社會化提供堅實基礎;與任務相關的基礎設施維護和后勤支持費用將大幅降低。
精確預測和高分辨率預測是可能的
“更快、更高、更強”是天氣預報的不懈追求。更高的分辨率、更快的結果、更準確的預報等成為氣象現代化發展的有力考驗。從經驗預報到數值預報,天氣預報的技術水平不斷提高。然而,面對新的時代環境,天氣預報技術仍然需要不斷突破自身,以適應國家現代化進程。
天氣預報和人工智能有著天然的耦合關系。天氣預報需要大量多樣的數據,人工智能本來就是處理大數據的工具;現有數據的時空數據密度不夠,但人工智能技術具有從不完整、不確定的信息中進行推斷的能力;人工智能不僅可以總結專家的知識和經驗,提高平均預測水平,還可以充分利用統計和數值模型中無法使用的抽象預測知識。因此,可以利用人工智能技術提高數值預報的精度,從而提高天氣預報的精度。
剛剛結束的2020年中國氣象現代化技術博覽會向我們展示了一個人工智能增強天氣預報的示范案例。上海眼控科技有限公司帶來了他們在氣象學領域的最新科研成果:基于深度學習和WRF-GPU加速技術的—— AI對流天氣預報系統。
據其氣象研究專家介紹,WRF-GPU加速技術將在大CPU集群上計算的WRF大氣數值模型移植到GPU,利用GPU對大矩陣數據的密集數值計算,降低了計算資源的整體消耗,大大提高了數值模型在精細天氣尺度下的模擬能力,使高分辨率天氣預報在技術上成為可能。人工智能對流臨近預報系統,結合自己開發的先進算法,可以在只配備英偉達GTX 1080顯卡的筆記本電腦上預報未來0-3小時的天氣。據悉,眼控科技與華東空管局、上海交通大學聯合成立航空智能氣象創新中心,為氣象使能航空提供技術支持。此外,還與溫州空管站、崇明氣象局、國家氣象局達成戰略合作
人工智能在氣象領域的融合和發展為國家氣象現代化的發展提供了持續而充分的動力。氣象服務的創新發展,進一步發揮了氣象服務作為保障社會生產生活第一道防線的作用。自汛期以來,中國的洪災從受災人口、死亡和失蹤人數、直接經濟損失等指標與近五年同期相比下降了51%。其中一個重要因素是智能氣象服務保障發揮的重要作用,它為防災減災提供及時準確的天氣預報信息,贏得響應時間。
隨著人工智能的進一步融合,作為“一潭泉水”的氣象服務將會激起更多的波瀾,深刻影響社會運行,充分參與社會經濟的各個方面,為農業、交通、物流、航空、旅游等各個行業提供更高質量、個性化、定制化的氣象服務,更好地指導人們的生產生活。