人工智慧如何攪動氣象發展的“一池春水”？

2020年是氣象發展“十三五”規劃的收官之年，也是中國氣象局《全面推進氣象現代化行動計劃》(以下簡稱《行動計劃》)的決勝之年。智慧氣象作為氣象發展“十三五”規劃和氣象現代化建設的重中之重，自誕生之初就被賦予“觀測智慧、預報精準、服務開放、管理科學和持續創新”的深刻內涵。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，而人工智慧的興起，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，人工智慧加速擁抱氣象事業，為推動氣象現代化發展提供了全新動能，生動演繹了AI+氣象的新篇章。

觀測智慧，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作切換調整為正式業務運作，標誌著我國地面觀測實現全面自動化。據國家氣象局消息，在此次觀測自動化改革中，多源數據自動綜合判識、智慧圖像識別、天氣現象視頻智慧觀測儀等多種智慧科技手段並舉，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。

據初步評估，實現自動化後，我國氣象觀測現代化水準將達到先進國家水準，為氣象觀測實現綜合化、智慧化、資訊化、社會化提供堅實基礎;與值守相關的基礎設施維持和後勤保障等費用將顯著下降。

預報精準，高解析度預報成為可能

“更快、更高、更強”是天氣預報不懈的追求。更高解析度，更快給出結果、更準確的預報等等成為氣象現代化發展過程中的強大考驗。從經驗預報到數值預報，天氣預報的技術水準不斷上升，但面對全新的時代環境，氣象預報技術仍然需要不斷突破自身，以適應國家現代化進程。

而天氣預報與人工智慧有著天然的耦合關係。天氣預報需要大量的、多種多樣的資料，而人工智慧天生就是處理大數據的工具;現有資料的時空數據密度均不夠，而人工智慧技術卻具有根據不完全不確定資訊推斷的能力;人工智慧不僅可以總結專家知識經驗，提高平均預測水準，還可以充分利用統計與數值模式中無法利用的抽象預報知識。於是利用人工智慧技術提高數值預報的準確率以達到提升氣象預報精準度的方式成為可能。

而剛剛結束的2020中國氣象現代化建設科技博覽會就為我們展現了人工智慧賦能氣象預報的示範案例。上海眼控科技股份有限公司帶來了他們在氣象領域的最新科研成果——基於深度學習的AI對流臨近天氣預報系統和WRF-GPU加速技術。

據其氣象研究專家介紹，WRF-GPU加速技術將以往在大型CPU集群上計算的WRF大氣數值模式移植到GPU中，利用GPU對於大型矩陣類數據的密集數值計算優勢，降低總體所需的計算資源消耗，能大幅度提升數值模式在精細化天氣尺度中的模擬能力，使得高解析度的天氣預報在技術上成為可能。而AI對流臨近預報系統，則融合了其自主研發的先進演算法，能夠在一台僅搭載英偉達GTX 1080顯示卡的筆記型電腦上進行預報未來0-3小時的天氣情況。據悉，眼控科技聯合華東空管局、上海交大共同成立了航空智慧氣象創新中心，為氣象賦能航空領域提供技術支援，此外還與溫州空管站、崇明氣象局、國家氣象資訊中心等單位達成戰略合作，共同推進精準氣象預報系統建設，為“一帶一路”提供高品質氣象服務保障。

持續創新，智慧氣象服務百業

人工智慧在氣象領域的融合發展，為國家氣象現代化的發展提供了源源不斷的充足動力。氣象事業的創新發展，進一步發揮了氣象服務保障社會生産生活的第一道防線的作用。入汛以來，全國洪澇災害在受災人口、死亡失蹤人數、直接經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保障在其中發揮的重要作用，提供了及時準確的氣象預報資訊，為防災減災贏得應對時間。

隨著人工智慧的進一步融合，氣象事業這“一池春水”將被激起更大的波瀾，更深刻的影響社會運作，全面參與到社會經濟的方方面面，為農業、交通、物流、航空、旅遊等百行百業提供更高品質的、個性化的定制化氣象服務，更好地指導人們生産生活。