【产业创新动态】高҈温҈橙҈色҈预҈警҈҈ 六连发，预报极端天气，AI能做什么？

上海经信委 · 公众号 · 科技自媒体 · 2024-07-10 20:52

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进入7月以来，全国多地出现持续性高温天气。 7月4日-9日，上海市中心气象台连续发布6个高温橙色预警信号，徐家汇地区最高气温达到了39.6摄氏度。

上海市中心气象台相关专家介绍，本次高温主要受副热带高压影响，盛行下沉气流，形成了晴朗少云的高温天气。“在对本次高温天气的预报中， 引入了 AI气象预报系统 作为辅助工 具，为气象预报的准确发布和预警提供了重要参考。 ”

上海AI实验室积极推进以AI技术赋能地球科学研究，近日在WAIC2024科学前沿主论坛上，将气象预报模型 “书生·风乌” 升级为气象海洋全方位预报体系，覆盖 海陆空 多种核心要素，可从 短、中、长期 多尺度进行全方位天气预报。

面向专业领域复杂应用需求，上海AI实验室与垂直领域的伙伴紧密合作，推出系列专用模型及技术体系，由AI赋能的“行业专家”，实现跨界创新。在气象气候预报领域，上海AI实验室联合国家气象中心、国家气象信息中心、上海市气象局、南京信息工程大学、香港科技大学、上海交通大学、中国科学技术大学等机构，共同推动AI驱动预报性能全面提升。

书生·风乌已全面开源，与全球携手，共同应对气候变化、“碳中和”、防灾减灾、能源安全等重大需求。

开源链接：

https://github.com/OpenEarthLab

全周期：从五分钟到十年后

此前，基于风乌1.0 及风乌GHR 的创新实践，上海AI实验室联合团队首次将全球中期气象有效预报时间 提前至11.25天 。在实现预报时长迈进10天、预报分辨率 进入10公里级 的技术突破后，“书生·风乌”再次迎来升级扩容，包含了 强对流天气预报、全球中期气象预报、海洋气候预报 等多个大模型模块，可实现从分钟级强对流天气至十年长周期海洋气候预测，覆盖降水、气温、风、太阳辐射、洋流、海温等气候气象要素。

在全球中期气象预报的基础上，书生·风乌推出全新的强对流天气预报、海洋气候预报（ORCA）模型，可实现“短中长”全周期气象气候预报覆盖，并针对产业需求对中期气象预报进一步增加了降水、太阳辐射、云、百米风等关键要素。从未来五分钟的强对流天气，到十年后的海洋气候，书生·风乌均可进行准确模拟预测。

上海AI实验室与上海市气象局、国家气象信息中心联合构建的强对流天气预报模型，通过对降水的全局分布和局部细节的准确预测，可提供未来2小时内逐5分钟的精准雷达降水预报。目前，该模型已部署于上海市气象局，正应用于对强降水等灾害性天气的预警工作。

针对长期气候预报，海洋气候预报模型可以产生与物理模式一致的海洋气候预报结果，在关键海洋变量预测的期限提升至 年际尺度 ，优于现有海洋数值模式方法，大幅提高了气候模型计算效率。

研究人员选取了1980年-1988年间全球海表温度作为预测对象，滚动预测未来8年时间内的变化。与美国国家环境预报中心实际观测数据（白色线条）对比，书生·风乌（蓝色线条）呈现了相同的变化趋势与极小的平均误差

全尺度：从“小区门口”到大洋深处

由于天气系统具有极强的区域性特征，长期以来，传统预报方式难以做到细粒度、高分辨率的预测。通过对创新算法的探索，上海AI实验室联合团队此前实现了10公里级别的高分辨率气象预报。

此前上海AI实验室发布风乌GHR，首次将AI气象预报推进“10公里级”时代

本次推出的强对流天气预报模型，将强对流天气预报尺度精确到1公里级；同时，更新后的中期气象预报模型及海洋气候预报模型，将预报范围拓展至三维大气、三维海洋，可为 不同高度高空、不同深度海域 提供准确大气活动及海洋活动预报。

研究人员采用2019年8月25日美国中南部地区的气象历史数据验证书生·风乌的预报结果，相较于其他AI方法，书生·风乌的预报结果最接近实际观测情况

实现从“小区门口”到大洋深处的全尺度气象预报，书生·风乌将为全球气候变化研究、防灾减灾和资源管理等领域提供有力技术支持。

全要素：从气温到海洋环流

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