近年來，隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，氣象科學(xué)家們開始借助深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法來提升大氣預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。近日，臺(tái)風(fēng)普拉桑的來襲再一次引發(fā)了人們對(duì)AI在氣象預(yù)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)注。這一令人注目的事件不僅展示了AI技術(shù)在精準(zhǔn)預(yù)報(bào)中的重要性，也突顯了其在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害方面的巨大潛力。在全球氣候變化和極端天氣事件頻發(fā)的背景下，AI的作用愈發(fā)顯得不可或缺。
臺(tái)風(fēng)普拉桑的來襲恰好是AI在氣象預(yù)測(cè)中初顯威力的一個(gè)案例。以往，氣象預(yù)測(cè)往往依賴于龐大的數(shù)值模型，計(jì)算時(shí)間漫長(zhǎng)且難以處理不斷變化的數(shù)據(jù)環(huán)境。而通過應(yīng)用目前先進(jìn)的自然語(yǔ)言處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，研究者們開始實(shí)時(shí)分析來自衛(wèi)星和氣象站的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，以預(yù)測(cè)即將到來的極端天氣現(xiàn)象。這一方法的成功運(yùn)用，使得氣象學(xué)界的研究者們能夠更加迅速、準(zhǔn)確地做出預(yù)測(cè)，極大提高了公眾的應(yīng)急響應(yīng)能力。
在貝碧嘉臺(tái)風(fēng)的預(yù)測(cè)中，多個(gè)研究機(jī)構(gòu)使用了深度學(xué)習(xí)算法，通過分析數(shù)以億計(jì)的氣象數(shù)據(jù)和歷史記錄，來評(píng)估臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度和移動(dòng)軌跡。這些模型能夠?qū)崟r(shí)處理來自不同衛(wèi)星、氣象站和航空器的數(shù)據(jù)，快速發(fā)現(xiàn)潛在的臺(tái)風(fēng)發(fā)展趨勢(shì)。通過這種方式，氣象學(xué)者得以及時(shí)向公眾發(fā)布預(yù)警，為人們的疏散和防御提供了寶貴的時(shí)間窗口。
此外，人工智能還能夠通過預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化，提升后續(xù)的預(yù)警系統(tǒng)。尤其是在自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，基于AI的智能系統(tǒng)能夠結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并將結(jié)果及時(shí)推送給相關(guān)應(yīng)急部門，這將有助于減少損失，保障民眾的安全。這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用案例在全國(guó)范圍內(nèi)逐漸增多，許多城市已經(jīng)開始引入AI系統(tǒng)來強(qiáng)化其氣象監(jiān)測(cè)和應(yīng)急響應(yīng)能力。
AI技術(shù)將大大提高天氣預(yù)報(bào)的精度。通過更好地理解大氣層內(nèi)部的微小變化，AI系統(tǒng)將能夠更準(zhǔn)確地模擬和預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)的軌跡。這意味著人們能夠更早地獲得有關(guān)臺(tái)風(fēng)將如何影響特定地區(qū)的信息，從而有更多的時(shí)間采取必要的防范措施。
利用AI技術(shù)預(yù)測(cè)天氣，在實(shí)際生活在已得到應(yīng)用，自2022年以來，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)和機(jī)構(gòu)相繼發(fā)布AI氣象大模型，并初步得到了實(shí)踐檢驗(yàn)。
2022年，中央氣象臺(tái)與科研院所、高校等聯(lián)合，開展了一系列人工智能在臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中的探索，建立了臺(tái)風(fēng)渦旋識(shí)別、臺(tái)風(fēng)智能定強(qiáng)、臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)判別等技術(shù)，在處理非線性、海量數(shù)據(jù)上發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，幫助預(yù)報(bào)員在預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率上做“加法”。
2022年7月20日，中央氣象臺(tái)首次成功預(yù)報(bào)龍卷風(fēng)，并于14時(shí)發(fā)布強(qiáng)對(duì)流天氣黃色預(yù)警。
2023年4月，中國(guó)發(fā)布的人工智能大模型“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)。(“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。)
2024年3月1日，上海人工智能實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合國(guó)家氣象中心、國(guó)家氣象信息中心、南京信息工程大學(xué)、香港科技大學(xué)等單位將其升級(jí)為“風(fēng)烏GHR”，首次借助AI實(shí)現(xiàn)了對(duì)中期天氣進(jìn)行10公里級(jí)的建模和預(yù)報(bào)，將預(yù)報(bào)分辨率提升至0.09經(jīng)緯度(9km×9km)，對(duì)應(yīng)的地表面積約為81平方公里，比第一代“風(fēng)烏”的精確預(yù)報(bào)范圍大7倍。
在這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的背景下，人工智能技術(shù)的崛起為氣象學(xué)的未來帶來了新的希望。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，氣象科學(xué)家有望利用更為高效、靈活的AI工具來提升預(yù)測(cè)能力，從而為公共安全提供更為強(qiáng)有力的支持。
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