“预见”AI，让世界“气象万千”

新华丝路北京6月30日电（罗浩）当世界还沉浸在香甜的梦境不愿醒来，64岁的渔民朱利安·巴塔和妻子从睡梦中惊醒，台风呼啸刮过，菲律宾马奈特岛沿海社区的居民对这样的声响再熟悉不过。因独特的地形和所处位置，马奈特岛面临多重自然灾害风险。

在与家人撤离前，朱利安赶去检查渔船，捕鱼是靠天吃饭的渔民们维持全家生计的主要经济来源。“天气预报太重要了，出不出海、去哪出海都得靠它，每次出发前必须要查。”朱利安说。

气象预报，是渔民的指南针和定心丸，更是渔民生命的保护锁。一直以来，上海人工智能实验室青年科学家白磊都在关注着全球气象变化，自然灾害造成的损失让他心痛，同时也更坚定了他推动AI气象大模型项目的信心。

用AI“听风辨雨”，让出海的人有归期

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2023年发布的评估报告显示，全球温升预计在2021年至2040年内达到1.5℃。在这一背景下，2024年世界气象日的主题确定为“气候行动最前线”，以强调合作起来开展气候行动的紧迫性。围绕全球气候变化及其影响，及时发布气象预报预警信息已变得刻不容缓。

我国濒临的北太平洋西部海区，每年发生的台风数超过全球总数的三分之一，准确的台风预报对于减轻灾害损失至关重要。风乌气象大模型一经问世，恰逢2023年第5号台风“杜苏芮”登陆。“风乌”提前24小时将误差值缩小为38.7公里，精确度优于气象预报国际权威机构欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的54.11公里和美国国家环境预报中心（NCEP）的54.98公里。美国科罗拉多大学教授彭顺台（Melinda Peng）说：“风乌气象大模型在对比测试中表现最为突出，希望可以和团队一起探索气象大模型。”

世界气象组织表示，由于气象观测的准确度、大气系统中物理过程的复杂性，以及求解大气模型所需资源规模巨大，过去数十年间，全球中期天气预报的有效性每10年才提高1天。而AI气象大模型“风乌”首次实现30秒生成未来10天全球气象高精度预报结果。“‘风乌’在效率上大幅优于传统模型。”白磊说。

2023年8月，欧洲中期气象预报中心副主任弗洛里安·帕彭伯格（Florian Pappenberger）参加AI for Earth论坛。上海人工智能实验室供图

2022年开始，白磊组建风乌气象大模型科研团队。“风乌”取名自秦汉时期的“相风铜乌”，是世界上最早的测风设备。天气预报大模型“风乌”不仅承载了中国古人的智慧，也寓意实验室致力于在以气象为代表的AI for Science领域勇于突破、不懈探索。

“AI辅助天气预报的发展”被美国《科学》杂志评为2023年度十大科学突破之一，大模型在这个领域将发挥重要作用。作为面向全球的气象预报大模型，要想达到真正“好用”的体验，需要科研团队的不断创新和对细节的不断苛求。

2024年，上海人工智能实验室与国内外研究机构共同协作，发布了全球高分辨率的人工智能气象预报大模型“风乌GHR”，首次借助AI实现了对中期天气进行10公里级的建模和预报。科研团队采用原创的AI新算法，将这个大模型的预报分辨率提升至0.09经纬度（9km×9km），对应的地表面积约为81平方公里，比第一代“风乌”的精确预报范围大7倍。

上海人工智能实验室领军科学家欧阳万里说，“如今，全面升级的‘风乌GHR’相当于一个‘4K高清版’大模型，有助于实现更精细、更高效的气象预报。”

白磊在2023年世界人工智能大会AI for Earth论坛与嘉宾讨论。上海人工智能实验室供图

“‘风乌GHR’已经逐步发展成为一个由多个模型组成的气象海洋预报系统，包含从短临、到中期，到多年大气、海洋整体预报系统。”在2024年全球开发者先锋大会上，白磊介绍气象海洋预报大模型时说。

2024年全球开发者先锋大会上，白磊介绍气象海洋预报大模型。上海人工智能实验室供图

探索AI能力边界，让“天有可测风云”

来自慕尼黑工业大学的尼克拉斯·伯尔斯教授介绍，近期双方共同研发的风乌-气候版本已经完成，通过人工智能方法对海洋气候进行预测，该模型的预报效果超过了目前已有的海洋模式，进一步提高了人类对次表层海洋热浪、厄尔尼诺等气候预测的能力。

2023年8月，慕尼黑工业大学的尼克拉斯·伯尔斯（Niklas Boers）讲解风乌-气候版本。上海人工智能实验室供图

2023年8月，风乌气象大模型团队在应邀参加联合国亚太经社会／世界气象组织台风委员会举办的年会期间，介绍了人工智能气象大模型的应用，得到了柬埔寨、越南等国气象部门的关注。同时，“风乌”团队与气象研究机构达成共识，共同探索推动风乌气象大模型在巴基斯坦、东南亚等国家的日常预报和台风等极端天气预报方面的应用落地。

正如欧洲中期天气预报中心副主任弗洛里安所说：“人工智能方法可以解决气象领域非常多的挑战，并且通过风乌气象大模型已经看到了很好的证明，我们非常期待探索更有精度、时效的气象预报系统。”

世界日新月异，“风乌”不但能把人工智能方法应用到更广泛的气象、环境、天文、地质等地球科学领域研究中，AI还可以助力“碳中和”、防灾减灾、能源安全等重大需求。这一切，皆因人工智能时代的来临，未来不是梦！