6月18日，中國氣象局發(fā)布人工智能全球中短期預(yù)報(bào)系統(tǒng)“風(fēng)清”（以下簡稱“風(fēng)清”大模型）、人工智能臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)“風(fēng)雷”（以下簡稱“風(fēng)雷”大模型）和人工智能全球次季節(jié)—季節(jié)預(yù)測系統(tǒng)“風(fēng)順”（以下簡稱“風(fēng)順”大模型）。
綜合國內(nèi)氣象大模型發(fā)展并對(duì)標(biāo)國際前沿進(jìn)展，中國氣象局聯(lián)合清華大學(xué)組建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在大模型預(yù)報(bào)核心技術(shù)、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)程度上尋求突破，構(gòu)建了“風(fēng)清”大模型。該模型具有大氣強(qiáng)物理融入和可解釋性，在實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算的同時(shí)，可為預(yù)測結(jié)果提供物理可解釋性依據(jù)，自動(dòng)挖掘包括天氣系統(tǒng)內(nèi)在的物理演變。該模型的訓(xùn)練過程緊密結(jié)合物理守恒特性，可有效提升長時(shí)效預(yù)報(bào)結(jié)果的活躍度。該模型采用可擴(kuò)展的多時(shí)效優(yōu)化策略，可綜合考慮未來多天預(yù)報(bào)的效果，有效延長預(yù)報(bào)時(shí)效，不斷提升短中期預(yù)報(bào)效果。檢驗(yàn)結(jié)果表明，該模型全球可用預(yù)報(bào)天數(shù)達(dá)到10.5天，超過歐美主流氣象預(yù)報(bào)大模型，尤其是在較長預(yù)報(bào)時(shí)效，具有更為明顯的優(yōu)勢。
聚焦臨近預(yù)報(bào)中的核心難題，中國氣象局與清華大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“風(fēng)雷”大模型。該模型將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與物理驅(qū)動(dòng)兩大科學(xué)范式緊密結(jié)合，顯著提高了公里尺度下0至3小時(shí)雷達(dá)回波的預(yù)報(bào)能力，并實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)與物理規(guī)律的無縫隙融合。同時(shí)，“風(fēng)雷”大模型將物理模型的中尺度預(yù)報(bào)和人工智能的對(duì)流尺度預(yù)報(bào)有機(jī)融合，在預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和細(xì)節(jié)豐富性上實(shí)現(xiàn)突破。同時(shí)，構(gòu)建了一套“數(shù)據(jù)—算力—平臺(tái)”全流程短臨預(yù)報(bào)系統(tǒng)，能夠在3分鐘內(nèi)生成0至3小時(shí)逐6分鐘的雷達(dá)回波外推產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)回波預(yù)報(bào)技巧提升25%。
面向15天以上更大不確定性的氣候預(yù)測難題，中國氣象局聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)和上?？茖W(xué)智能研究院基于人工智能方法構(gòu)建了“風(fēng)順”大模型?！帮L(fēng)順”大模型創(chuàng)新地引入基于流依賴的集合擾動(dòng)智能生成技術(shù)，從而更加合理地抓住了未來氣候系統(tǒng)演變的不確定性，同時(shí)“風(fēng)順”還納入了海氣相互作用關(guān)鍵過程，進(jìn)而提升了對(duì)熱帶大氣季節(jié)內(nèi)振蕩MJO的預(yù)測技巧。該系統(tǒng)在中國氣象局智算平臺(tái)上完成了業(yè)務(wù)部署，逐日滾動(dòng)開展100個(gè)集合成員的大樣本預(yù)測，形成了面向未來60天全球基本要素和極端事件的確定性和概率預(yù)報(bào)測試產(chǎn)品，對(duì)全球降水的預(yù)測技巧展示出一定的優(yōu)勢。
值得一提的是，“風(fēng)清”“風(fēng)雷”“風(fēng)順”三個(gè)大模型，完成了基于國產(chǎn)全球大氣再分析資料CRA-40、雷達(dá)觀測資料、風(fēng)云衛(wèi)星遙感資料的訓(xùn)練和檢驗(yàn)評(píng)估，有效降低了目前主流氣象預(yù)報(bào)大模型對(duì)國際再分析資料的依賴度。
據(jù)悉，5月24日，中國氣象局在第七屆數(shù)字中國建設(shè)峰會(huì)·數(shù)字氣象分論壇上發(fā)布了人工智能天氣預(yù)報(bào)大模型示范計(jì)劃，調(diào)動(dòng)和激勵(lì)社會(huì)各界力量，共同打造人工智能技術(shù)研發(fā)和氣象應(yīng)用的創(chuàng)新生態(tài)。同時(shí)發(fā)布了第五批氣象數(shù)據(jù)開放共享目錄，旨在支撐各行業(yè)開展人工智能大模型的訓(xùn)練評(píng)估。
（作者：黃彬 責(zé)任編輯：郭曼如）
