2020年是氣象發(fā)展“十三五”規(guī)劃的收官之年，也是中國氣象局《全面推進氣象現(xiàn)代化行動計劃》(以下簡稱《行動計劃》)的決勝之年。智慧氣象作為氣象發(fā)展“十三五”規(guī)劃和氣象現(xiàn)代化建設(shè)的重中之重，自誕生之初就被賦予“觀測智能、預(yù)報精準、服務(wù)開放、管理科學(xué)和持續(xù)創(chuàng)新”的深刻內(nèi)涵。如何回答好“智慧氣象”這一重要命題，成為全體氣象人共同努力的目標，而人工智能的興起，則為全體氣象人提供了行之有效的新思路和新途徑。近年來，人工智能加速擁抱氣象事業(yè)，為推動氣象現(xiàn)代化發(fā)展提供了全新動能，生動演繹了AI+氣象的新篇章。
觀測智能，全面自動化實施
今年4月1日，我國地面觀測自動化改革從全國試運行切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運行，標志著我國地面觀測實現(xiàn)全面自動化。據(jù)國家氣象局消息，在此次觀測自動化改革中，多源數(shù)據(jù)自動綜合判識、智能圖像識別、天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀等多種智能科技手段并舉，為地面觀測的時效性、觀測頻次和空間密度帶來大幅度提升。
據(jù)初步評估，實現(xiàn)自動化后，我國氣象觀測現(xiàn)代化水平將達到先進國家水平，為氣象觀測實現(xiàn)綜合化、智能化、信息化、社會化提供堅實基礎(chǔ);與值守相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施維持和后勤保障等費用將顯著下降。
預(yù)報精準，高分辨率預(yù)報成為可能
“更快、更高、更強”是天氣預(yù)報不懈的追求。更高分辨率，更快給出結(jié)果、更準確的預(yù)報等等成為氣象現(xiàn)代化發(fā)展過程中的強大考驗。從經(jīng)驗預(yù)報到數(shù)值預(yù)報，天氣預(yù)報的技術(shù)水平不斷上升，但面對全新的時代環(huán)境，氣象預(yù)報技術(shù)仍然需要不斷突破自身，以適應(yīng)國家現(xiàn)代化進程。
而天氣預(yù)報與人工智能有著天然的耦合關(guān)系。天氣預(yù)報需要大量的、多種多樣的資料，而人工智能天生就是處理大數(shù)據(jù)的工具;現(xiàn)有資料的時空數(shù)據(jù)密度均不夠，而人工智能技術(shù)卻具有根據(jù)不完全不確定信息推斷的能力;人工智能不僅可以總結(jié)專家知識經(jīng)驗，提高平均預(yù)測水平，還可以充分利用統(tǒng)計與數(shù)值模式中無法利用的抽象預(yù)報知識。于是利用人工智能技術(shù)提高數(shù)值預(yù)報的準確率以達到提升氣象預(yù)報精準度的方式成為可能。
而剛剛結(jié)束的2020中國氣象現(xiàn)代化建設(shè)科技博覽會就為我們展現(xiàn)了人工智能賦能氣象預(yù)報的示范案例。上海眼控科技股份有限公司帶來了他們在氣象領(lǐng)域的最新科研成果——基于深度學(xué)習(xí)的AI對流臨近天氣預(yù)報系統(tǒng)和WRF-GPU加速技術(shù)。
據(jù)其氣象研究專家介紹，WRF-GPU加速技術(shù)將以往在大型CPU集群上計算的WRF大氣數(shù)值模式移植到GPU中，利用GPU對于大型矩陣類數(shù)據(jù)的密集數(shù)值計算優(yōu)勢，降低總體所需的計算資源消耗，能大幅度提升數(shù)值模式在精細化天氣尺度中的模擬能力，使得高分辨率的天氣預(yù)報在技術(shù)上成為可能。而AI對流臨近預(yù)報系統(tǒng)，則融合了其自主研發(fā)的先進算法，能夠在一臺僅搭載英偉達GTX 1080顯卡的筆記本電腦上進行預(yù)報未來0-3小時的天氣情況。據(jù)悉，眼控科技聯(lián)合華東空管局、上海交大共同成立了航空智慧氣象創(chuàng)新中心，為氣象賦能航空領(lǐng)域提供技術(shù)支持，此外還與溫州空管站、崇明氣象局、國家氣象信息中心等單位達成戰(zhàn)略合作，共同推進精準氣象預(yù)報系統(tǒng)建設(shè)，為“一帶一路”提供高質(zhì)量氣象服務(wù)保障。
持續(xù)創(chuàng)新，智慧氣象服務(wù)百業(yè)
人工智能在氣象領(lǐng)域的融合發(fā)展，為國家氣象現(xiàn)代化的發(fā)展提供了源源不斷的充足動力。氣象事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，進一步發(fā)揮了氣象服務(wù)保障社會生產(chǎn)生活的第一道防線的作用。入汛以來，全國洪澇災(zāi)害在受災(zāi)人口、死亡失蹤人數(shù)、直接經(jīng)濟損失等指標上與近五年同期相比最高下降了51%，其中的一個重要因素就是智慧氣象服務(wù)保障在其中發(fā)揮的重要作用，提供了及時準確的氣象預(yù)報信息，為防災(zāi)減災(zāi)贏得應(yīng)對時間。
隨著人工智能的進一步融合，氣象事業(yè)這“一池春水”將被激起更大的波瀾，更深刻的影響社會運行，全面參與到社會經(jīng)濟的方方面面，為農(nóng)業(yè)、交通、物流、航空、旅游等百行百業(yè)提供更高質(zhì)量的、個性化的定制化氣象服務(wù)，更好地指導(dǎo)人們生產(chǎn)生活。
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