2023年7月可能是有記錄以來最熱的一個(gè)月份，也可能是12萬(wàn)年來最熱的一個(gè)月。氣候正在變暖，因此，極端天氣事件發(fā)生的可能性正在增加。傳統(tǒng)的天氣預(yù)報(bào)工作離不開大量的計(jì)算能力。如今，一種新的人工智能（AI）驅(qū)動(dòng)的天氣模型可供公眾使用，它改變了天氣預(yù)測(cè)的方式。

盤古氣象是由華為云開發(fā)的一款天氣預(yù)報(bào)AI模型，不僅預(yù)報(bào)的精度更高，而且速度提高了10000倍，它將全球氣象預(yù)報(bào)的時(shí)間縮短到秒級(jí)。這有助于極端天氣的早期預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)。這些成果于2023年7月5日發(fā)表在同行評(píng)審的科學(xué)出版物《自然》（Nature）上。

盤古氣象是首個(gè)精度超過傳統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)方法的AI預(yù)測(cè)模型，并且是第一次在歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）網(wǎng)站上免費(fèi)向公眾發(fā)布。這為全球氣象預(yù)報(bào)員、氣象學(xué)家、氣象愛好者和公眾提供了一個(gè)平臺(tái)，可以查看盤古氣象模型的10天全球氣象預(yù)報(bào)。

顛覆傳統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)

除了提供10天天氣預(yù)報(bào)外，ECMWF還發(fā)布了一份報(bào)告，比較了盤古氣象模型和ECMWF IFS（全球領(lǐng)先的NWP系統(tǒng)）從2023年4月至7月所做的預(yù)報(bào)。

結(jié)果顯示，像盤古氣象這樣采用機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）方法的大模型會(huì)“徹底改變傳統(tǒng)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）方法漸進(jìn)且相當(dāng)緩慢的發(fā)展過程”，后者的預(yù)報(bào)技能每十年增加約一天（數(shù)據(jù)來自世界氣象組織或WMO）。其原因是使用標(biāo)準(zhǔn)NWP系統(tǒng)預(yù)測(cè)的計(jì)算成本太高。ML模型有望徹底改變天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)，它需要的計(jì)算成本更低，且精度極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

華為云AI領(lǐng)域首席科學(xué)家、IEEE Fellow和國(guó)際歐亞科學(xué)院院士田奇博士解釋道：“天氣預(yù)報(bào)是科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域最重要的場(chǎng)景之一，因?yàn)闅庀箢A(yù)報(bào)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，很難涵蓋數(shù)學(xué)和物理各個(gè)方面的知識(shí)。目前，盤古氣象主要完成的是預(yù)報(bào)系統(tǒng)的工作，其主要功能是預(yù)報(bào)大氣狀態(tài)的演變?！?

極端天氣的預(yù)測(cè)精度經(jīng)驗(yàn)證非常高

盤古氣象模型的預(yù)測(cè)能力已經(jīng)在極端情況下得到了檢驗(yàn)，例如2022年2月襲擊歐洲西北部的尤妮斯風(fēng)暴和2022年夏季英國(guó)高溫首次突破40°C。這兩個(gè)例子表明，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型能夠預(yù)測(cè)極端天氣情況并為中期預(yù)報(bào)提供指導(dǎo)。

ECMWF website showing weather forecasts made by Pangu-Weather (Source: ECMWF)

盤古氣象預(yù)報(bào)涵蓋地勢(shì)、比濕、風(fēng)速和溫度。所有這些信息對(duì)于預(yù)測(cè)天氣系統(tǒng)、風(fēng)暴路徑、空氣質(zhì)量和氣候模式的發(fā)展至關(guān)重要。盤古氣象還被用來預(yù)測(cè)今年第六號(hào)臺(tái)風(fēng)“卡努”的路徑。

ECMWF長(zhǎng)期以來一直呼吁全球天氣預(yù)報(bào)行業(yè)做出更多努力，使用AI模型來完善其預(yù)報(bào)系統(tǒng)，進(jìn)一步探索這些模型的優(yōu)缺點(diǎn)，以協(xié)助氣候管理。

田奇博士表示：“我們的最終目標(biāo)是利用AI技術(shù)建立下一代天氣預(yù)報(bào)框架，以加強(qiáng)現(xiàn)有的預(yù)報(bào)系統(tǒng)?！?