“人工智能+氣象”正讓天氣“變幻可測”，會取代預報員嗎？

原標題：“人工智能+氣象” 讓天氣“變幻可測”（探一線）

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

人工智能技術與數(shù)值模式、超強算力協(xié)同發(fā)力，再加上預報員的專業(yè)經驗，就能提前“算”出風雨雷電的信號。速度更快、效率更高的氣象預報，將加快賦能千行百業(yè)，助力經濟社會高質量發(fā)展。

“人工智能+氣象”新應用新場景涌現(xiàn)

每年5月，南海夏季風暴發(fā)拉開我國主汛期大幕，推動著我國主雨帶進程。對南海夏季風暴發(fā)時間的預測，是我國氣象部門的重要任務之一。

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

風順是中國氣象局首個人工智能全球次季節(jié)—季節(jié)預測系統(tǒng)，由中國氣象局聯(lián)合復旦大學、上?？茖W智能研究院研發(fā)。目前風順已實現(xiàn)業(yè)務化穩(wěn)定運行一年多，性能達到國際先進水平。

10月28日，由中國氣象局公共氣象服務中心牽頭研發(fā)的人工智能氣象服務系統(tǒng)風和正式發(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？”風力發(fā)電場的工作人員也能問它：“明天風電場風力多大？”

“風和是面向氣象服務領域的千億參數(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’，可應用于災害預警、交通運輸、旅游出行等場景。”中國氣象局公共氣象服務中心正高級工程師王慕華說。

風雷模型由國家氣象中心和清華大學聯(lián)合研發(fā)，主要應用在強對流天氣臨災預警時段，預報對象是即將發(fā)生的雷暴和強降水天氣。國家氣象中心正高級工程師盛杰介紹，風雷可實現(xiàn)全國范圍1公里分辨率的未來3小時、逐10分鐘的回波降水格點預報。

“目前，風雷技術的先進性及業(yè)務化應用程度表明，我國的短臨預報業(yè)務在人工智能方面處于世界先進水平。”盛杰介紹。

風清模型是全自主知識產權的人工智能全球短中期預報系統(tǒng)。國家氣象中心天氣預報技術研發(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，風清模型可精準捕捉臺風、暴雨等災害天氣，輸出13層高空要素與11類地面要素預報。目前，風清已實現(xiàn)業(yè)務化部署并向全國推廣，廣泛應用于防災減災、光伏風電調度、航空保障等場景。

除了風雷、風清、風順、風和，國家衛(wèi)星氣象中心（國家空間天氣監(jiān)測預警中心）還牽頭研發(fā)了人工智能風宇模型，這是空間天氣鏈式人工智能預報模型。目前，該模型已應用于衛(wèi)星通信導航、航天器軌道管理、電力設施防護及航空安全等領域。

氣象服務從“人找信息”轉向“信息找人”

如何更快、更早、更準發(fā)布災害天氣預警，是氣象業(yè)務面臨的共同難題。對強對流天氣，尤其是局地強對流天氣的預報，更是難上加難。

“風雷在幾分鐘內就能預報對流系統(tǒng)的生消演變，甚至在預報難度最大的局地極端強對流天氣預報中展現(xiàn)出優(yōu)勢，風雷強回波預報質量相比傳統(tǒng)方法提升超25%。”盛杰說。

風雷、風清、風順等模型，在業(yè)務實踐中各展身手，不斷提升預報精準度和預報效率。

例如，在業(yè)務化運行中，風順展現(xiàn)出3個突出特點：具備覆蓋全球的預報能力，每日可提供包含100個集合成員的60天預測產品；在關鍵氣候模態(tài)預測性能上達到國際先進水平，對大氣季節(jié)內振蕩的有效預測能力可達32天；在極端天氣預測中表現(xiàn)亮眼，能為我國能源調度等提供前瞻性風險預警。

又比如，風清模型全球有效預報時效超10.5天，極端天氣與關鍵要素預報精度對標國際領先水平。“風清模型以高效算力適配與穩(wěn)定運行性能，為民生保障、行業(yè)服務提供硬核氣象技術支撐。”曹勇說。

“人工智能正深刻改變氣象服務的方式，推動其邁入智能化新階段。”中國氣象局公共氣象服務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，屬于“主動查找”；如今，借助人工智能技術，氣象服務正在從“人找信息”轉向“信息找人”。

與現(xiàn)有技術融合互通，不會取代預報員

除了預報，在極端降水預測、強對流天氣預警、氣象資料同化分析、氣象觀測與數(shù)據(jù)處理、氣象服務與決策支持等領域，也出現(xiàn)了不少人工智能模型，有力地推動了氣象業(yè)務的數(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警中國方案“媽祖（MAZU）”，其中，城市多災種早期預警智能體目前已在35個國家和地區(qū)落地應用，為全球防災減災貢獻中國智慧。

但專家指出，人工智能工具仍需要和現(xiàn)有的技術手段互補、融合應用，最終的決策和任務完成仍需要預報員的判斷。

“風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制，并未完全解決預報精準度問題，所以不會取代預報員和數(shù)值預報。”盛杰說，三者將融合互通、優(yōu)勢互補，形成以預報員為重點，數(shù)值模式、人工智能為左右臂膀的協(xié)同預報體系。

人工智能技術進入快速發(fā)展階段，既展現(xiàn)出賦能氣象轉型發(fā)展的巨大潛力，同時也帶來諸如數(shù)據(jù)濫用偏差、模型缺陷、預報結果不可控等多重風險治理挑戰(zhàn)。

今年4月，中國氣象局、國家網信辦聯(lián)合印發(fā)《人工智能氣象應用服務辦法》，明確要加強人工智能與氣象監(jiān)測預警、預報預測、數(shù)值預報等領域深度融合應用，同時依法規(guī)范人工智能氣象應用服務。

“出臺系列政策文件，就科學應對人工智能氣象應用服務的潛在風險、規(guī)范引導人工智能氣象應用服務發(fā)展提出要求，將為人工智能氣象應用服務加裝‘安全護欄’，促進氣象應用高質量發(fā)展和高水平安全良性互動。”中國氣象局總工程師潘進軍說。