葛躍輝 科技日?qǐng)?bào)記者 王春
如何提高災(zāi)害性氣象預(yù)報(bào)的精確度，全面了解氣象的演變趨勢(shì)，一直是氣象部門努力的方向。近年來(lái)隨著人工智能的發(fā)展，氣象部門也開(kāi)始利用人工智能改進(jìn)算法和訂正短期預(yù)報(bào)，以求在海量天氣數(shù)據(jù)中及時(shí)捕捉氣象端倪，“防患于未然之中”，對(duì)氣象“算得更快，算得更準(zhǔn)”。
為推動(dòng)人工智能與氣象領(lǐng)域內(nèi)的深度應(yīng)用，探討人工智能在氣象領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的瓶頸以及解決方案，上海市氣象局組織的“人工智能與氣象防災(zāi)減災(zāi)”院士沙龍近日舉行，來(lái)自滬上的兩院院士、高校教授和企業(yè)代表共同就這一話題作深入探討。
“人工智能與氣象防災(zāi)減災(zāi)”院士沙龍現(xiàn)場(chǎng)（圖片由主辦方提供）
在沙龍上，中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)大氣科學(xué)研究院院長(zhǎng)張人禾表示，目前人工智能已經(jīng)初步應(yīng)用于氣象領(lǐng)域之中，尤其在對(duì)大量氣象數(shù)據(jù)異常檢測(cè)，氣象類型的判斷，以及氣象演化的趨勢(shì)分析上。例如，基于人工智能人臉圖像識(shí)別技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠快速判斷出衛(wèi)星圖像中云的類型和氣象雛形，基于AI融合，使大氣數(shù)據(jù)更加三維化、精細(xì)化，基于大數(shù)據(jù)分析相似臺(tái)風(fēng)，并對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑行程和源頭作出識(shí)別。避免了氣象工作者用肉眼對(duì)圖像進(jìn)行觀測(cè)造成的誤差，大大提高了氣象預(yù)報(bào)的科學(xué)性和精確性。
上海市氣象局研究員、上海中心氣象臺(tái)負(fù)責(zé)人馬雷鳴介紹到人工智能在災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)中，目前可應(yīng)用在天氣監(jiān)測(cè)、短臨預(yù)報(bào)（0-6小時(shí)）、短期預(yù)報(bào)（2-3天）三方面。在短臨預(yù)報(bào)中，應(yīng)用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法學(xué)習(xí)海量歷史雷達(dá)資料所反映的強(qiáng)對(duì)流天氣雷達(dá)回波特征，進(jìn)而推測(cè)出災(zāi)害天氣未來(lái)1-2小時(shí)的演變趨勢(shì)。二是通過(guò)人工智能大數(shù)據(jù)分析，對(duì)數(shù)值模式短期預(yù)報(bào)誤差作出訂正，了解數(shù)值模式與觀測(cè)差異究竟在什么地方，使得對(duì)誤差的了解更加全面。去年世博會(huì)期間，已經(jīng)將短臨方法投入應(yīng)用。而在剛剛過(guò)去的“利奇馬”臺(tái)風(fēng)“防御戰(zhàn)”中，氣象局基于數(shù)值模式短期預(yù)報(bào)誤差訂正技術(shù)，使臺(tái)風(fēng)風(fēng)雨影響更加具體明確。這一技術(shù)是今年與復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，是近年來(lái)氣象部門與高校合作研發(fā)的成果典型。目前這兩種技術(shù)已投入智能網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)之中，為日常科學(xué)性氣象預(yù)報(bào)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
針對(duì)人工智能在氣象領(lǐng)域內(nèi)的瓶頸，翁史烈院士認(rèn)為人工智能能否全面刻畫非剛性變形回波運(yùn)動(dòng)并且對(duì)氣象三維立體呈現(xiàn)出來(lái)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，要重視計(jì)算機(jī)的算力提升和人工智能的算法創(chuàng)新，吸取人工智能在服務(wù)業(yè)、制造業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。劉玠院士提出一是要多方分析氣象數(shù)據(jù)，不僅僅要觀察和分析物理因素，還要考慮化學(xué)、天文和社會(huì)因素；二是要加強(qiáng)對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理能力，促使氣象感知更加精確。秦大河院士提出下一步人工智能方法可以應(yīng)用在更長(zhǎng)時(shí)效的預(yù)報(bào)如氣候變化預(yù)測(cè)之中。
據(jù)了解，上海氣象學(xué)會(huì)已經(jīng)成立專門的人工智能委員會(huì)，深入研究人工智能在氣象領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，上海市氣象局也在推進(jìn)與高校和企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，挖掘人工智能在氣象領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展?jié)摿Γ瑥亩玫刂翁卮蟪鞘械臍庀鬁p災(zāi)和城市管理。