從古時沒有精密的儀器能夠測量出氣象的變化，古人總結(jié)出了一套以日、月、云彩為參考的天氣預(yù)報理論，其中通過日暈、月暈、云彩走向來判斷天氣的方法，再到如今氣象站可以通過氣象衛(wèi)星、氣象雷達等科技手段對氣象發(fā)展進行監(jiān)測和預(yù)測。
近年來，受全球氣候變化影響，極端天氣發(fā)生的頻率增大，更加精準(zhǔn)、更為提前的預(yù)警預(yù)報成為當(dāng)下氣象預(yù)測的難題。每年夏天是我國臺風(fēng)多發(fā)時節(jié)，在我國瀕臨的北太平洋西部海區(qū)，每年發(fā)生的臺風(fēng)數(shù)超過全球臺風(fēng)總數(shù)的三分之一。
在今年5月27日世界氣象組織峰會上，三小時內(nèi)降水臨近預(yù)報就被列為了未解決的重要科學(xué)難題之一。
值得注意的是，在今年7月，清華大學(xué)與中國氣象局合作開發(fā)的大模型「NowcastNet」成功解決了極端降水天氣臨近預(yù)報的世界級難題。該模型能夠在公里尺度下預(yù)報0-3小時的極端降水，包括短時強降水、暴風(fēng)雨、暴雪、冰雹等。AI拿捏臺風(fēng)，大模型實戰(zhàn)告捷
大模型在氣象方面的預(yù)測看似和大眾生活關(guān)聯(lián)性不高，但如果大模型能夠精準(zhǔn)預(yù)測極端天氣，并能夠?qū)崿F(xiàn)較長時間的提前預(yù)警，就能夠很好的保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全，盡可能降低因極端天氣造成的影響。
自7月29日20時開始，受到臺風(fēng)“杜蘇芮”影響，京津冀持續(xù)強降雨。中央氣象臺3天連發(fā)7次暴雨紅色預(yù)警。截至8月2日07時，北京降雨量極值出現(xiàn)在昌平的王家花園水庫，為744.8毫米，成為北京地區(qū)有儀器測量記錄140年以來排位第一的降雨量。
對于本輪強降雨影響，中央氣象臺首席預(yù)報員方翀解釋，“杜蘇芮”本身攜帶了大量水汽，補給也很充足——其東側(cè)存在的副熱帶高壓使得二者之間氣壓梯度很強，京津冀地區(qū)東風(fēng)、東南風(fēng)顯著增強，水汽一路暢通無阻向北輸送。同時，位于西太平洋上的臺風(fēng)“卡努”已成氣候，較強的東南風(fēng)會遠距離將“卡努”附近的水汽源源不斷地輸送到華北平原。兩條水汽通道帶來不同尋常的水汽條件，因此降水量極大。
而在臺風(fēng)登陸前夕，就已經(jīng)有大模型能夠預(yù)測本次臺風(fēng)發(fā)展路徑。
上海人工智能實驗室（上海AI實驗室）基于原創(chuàng)研發(fā)的風(fēng)烏氣象大模型，對臺風(fēng)路徑進行預(yù)測，實現(xiàn)了準(zhǔn)確預(yù)報。
資料顯示，基于7月21-7月27日多個起報時刻預(yù)報路徑及臺風(fēng)實際路徑對比，風(fēng)烏提前24小時誤差值為38.7公里，精確度優(yōu)于氣象預(yù)報國際權(quán)威機構(gòu)歐洲中期氣象預(yù)報中心（ECMWF）的54.11公里，美國國家環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）的54.98公里；提前120小時預(yù)報數(shù)值對比顯示，風(fēng)烏誤差值為121.4公里，明顯優(yōu)于ECMWF的293.8公里以及NCEP的826.5公里。
其中，盤古氣象大模型也在今年臺風(fēng)路徑的預(yù)報中獲得運用。此外，根據(jù)氣象學(xué)家統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，由復(fù)旦大學(xué)開發(fā)的伏羲、上海人工智能實驗室開發(fā)的風(fēng)烏、華為云開發(fā)的Pangu-Weather、阿里開發(fā)的SwinVRNN有效預(yù)報時效分別能達到約10.8天、10.75天、超7天。
對此，北京市某氣象局工作人員向大模型之家表示，傳統(tǒng)的數(shù)值預(yù)報模式需要從溫度、降水量、氣壓、風(fēng)速、濕度和云量等天氣變量中，總結(jié)了一套異常復(fù)雜的數(shù)學(xué)物理方程，來模擬大氣狀態(tài)。向超級計算機輸入這些變量，求解方程，得到未來天氣狀態(tài)。
氣象大模型是一種基于人工智能高效、精準(zhǔn)、創(chuàng)新的全球氣象預(yù)測方法，在本次臺風(fēng)“杜蘇芮”預(yù)測中展現(xiàn)出了發(fā)展?jié)摿Γ苍跉W洲中期天氣預(yù)報中心得到了應(yīng)用和認可。
大模型之家認為，在本次災(zāi)害預(yù)警中，氣象大模型的初露身手，也為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，進入“百模大戰(zhàn)”的新時代，企業(yè)及科研單位需要深入思考大模型的應(yīng)用方向，要將大模型切實投入到城市發(fā)展、金融科技、生物醫(yī)藥、工業(yè)制造、科學(xué)研究等領(lǐng)域，才能為產(chǎn)業(yè)剛需帶來實在價值。大模型的背后，是科技戰(zhàn)略的競爭
大模型非常依賴再分析數(shù)據(jù)，其中氣象大模型是重新融合與最優(yōu)集成了各種類型與來源的數(shù)據(jù)，包括觀測資料與短期數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品的數(shù)據(jù)集。但目前大模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)中，這類數(shù)據(jù)量較少，極有可能會低估極端天氣所造成的影響。
公開資料顯示，國際再分析數(shù)據(jù)集包括：歐洲ERA5、日本JRA55、美國CFSR等，中國則有CRA，目前很多機構(gòu)在研究時，仍然選擇日本的數(shù)據(jù)與歐美的數(shù)據(jù)相互驗證，而不是中國的數(shù)據(jù)，這背后是科技實力的競爭。
近日，中國氣象局印發(fā)《人工智能氣象應(yīng)用工作方案（2023—2030年）》。方案明確指出，到2025年，確定人工智能氣象應(yīng)用發(fā)展路線圖，形成“542”整體框架布局，即初步建立人工智能大數(shù)據(jù)庫、算力環(huán)境、算法模型、開放平臺和檢驗評估的“五大基礎(chǔ)”支撐；啟動氣象預(yù)報大模型等新興技術(shù)研發(fā)，開展人工智能新興技術(shù)與監(jiān)測預(yù)警、預(yù)報預(yù)測、數(shù)值預(yù)報和專業(yè)服務(wù)“四大領(lǐng)域”融合；優(yōu)化人工智能創(chuàng)新合作和人才培養(yǎng)，成果轉(zhuǎn)化和知識產(chǎn)權(quán)保護的“兩大保障”環(huán)境。到2030年，人工智能氣象應(yīng)用發(fā)展水平進入世界前列，業(yè)務(wù)能力建設(shè)取得重大進展。
與此同時，大模型的出現(xiàn)也為中國人工智能行業(yè)提供了良好的發(fā)展機會。根據(jù)大模型之家測算，中國大模型產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達到147億元人民幣，并在2028年達到1179億元人民幣，平均增速高于世界平均增長速率。目前，中國和美國在大模型領(lǐng)域的研發(fā)數(shù)量占據(jù)全球總數(shù)的80%以上，其中中國的大模型數(shù)量僅次于美國。
大模型成為了一個通用的、高效的、智能的平臺，為各種應(yīng)用提供強有力的支持。它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)算法開發(fā)和應(yīng)用的方式，加速了人工智能技術(shù)的推廣和落地。大模型的發(fā)展為各行各業(yè)帶來了無限的可能性，為企業(yè)和組織帶來了更多創(chuàng)新和增長的機會。
同時，《AI大模型產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新價值研究報告》指出，當(dāng)前大模型能夠解決人工智能產(chǎn)業(yè)的3大痛點：用泛化能力解決數(shù)據(jù)不足、優(yōu)化開發(fā)環(huán)境降低開發(fā)成本、多模態(tài)能力滿足多元場景需求。
目前，國產(chǎn)大模型產(chǎn)品與實體產(chǎn)業(yè)深度融合方面已取得了一系列的成果。以華為云盤古大模型為例，在多個領(lǐng)域展示了行業(yè)大模型的巨大潛力。
中國工程院院士鄔賀銓指出，Chat類的大模型引發(fā)新一輪熱潮，但對話、寫詩、作畫絕不是大模型的全部。我們需要去深入思考大模型的應(yīng)用方向，要將大模型切實投入到城市發(fā)展、金融科技、生物醫(yī)藥、工業(yè)制造、科學(xué)研究等領(lǐng)域，也需要專業(yè)的企業(yè)和組織加速其在實體產(chǎn)業(yè)落地，為產(chǎn)業(yè)剛需帶來實實在在的大價值，去真正意義大規(guī)模服務(wù)社會。
大模型之家認為，人工智能通用大模型的出現(xiàn)，為行業(yè)大模型提供了堅實的底座支撐，能否立足于產(chǎn)業(yè)、落實于產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)下大模型發(fā)展的主要趨勢，同時，也需要加強數(shù)據(jù)安全和隱私保護，確保大模型的應(yīng)用不會侵犯個人權(quán)益。相信在各方的共同努力下，人工智能大模型將會在未來的產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用，帶來更多的便利和驚喜。
