人工智能正在兴起,成为气象领域之一气象学领域最有前途的革命性技术,天气人工智能专家表示这只是一个开始。
尖端技术的一个版本本月取得了非凡的成就。欧洲制造的人工智能计算机模型在风暴袭击路易斯安那州南部海岸前近 10 天预测了飓风弗朗辛斯的发展,击败了大多数传统模型。
人工智能预测“在锁定飓风方面做得非常好”弗朗辛很早就了,”俄克拉荷马大学教授艾米·麦戈文告诉福克斯天气。麦戈文掌管人工智能。天气领域值得信赖的人工智能研究所。
气象学家很少对单一模型抱有完全的信心,而是关注一套模型预测。大多数全球模型每六小时计算一次 10 天的展望,预测者衡量模型可靠性的一种方法是检查其每次运行的一致性。
AI 模型在这项测试中也取得了不错的成绩。人工智能替代方案每次都会预测飓风将在路易斯安那州南部登陆,直到它在洛杉矶摩根城附近登陆。
休斯顿气象学家马特·兰扎 (Matt Lanza) 在 X(前身为 Twitter)上发表的一篇文章中表示:“一致性令人难以置信。”“我认为即使是性能最好的传统模型也不会如此一致。”
欧洲中期天气预报中心 (ECMWF)今年早些时候发布了名为 EC-AIFS 的新人工智能模型。他们还运行标准的全球天气预报模型,该模型被广泛认为是世界上最准确的模型之一。
但麦戈文表示,与经典计算技术相比,人工智能“计算效率更高”。“人工智能模型能够引入大量历史数据,然后非常非常快地运行。”
人工智能模型使用机器学习对数十年的天气数据进行训练。经过训练后,它们只需传统模型所需时间的一小部分,并且只需要极少的计算机能力即可做出预测。
然而,人工智能预测也有其缺点。截至目前,人工智能模型在预测中使用粗略分辨率。想象一下比较两个电视屏幕。2000 年代中期像素较少的屏幕将显示模糊的图像,而新的 4K 平板显示器由于其分辨率更高,将显示清晰的细节。目前,人工智能正在使用 2000 年代中期的版本。
因此,麦戈文表示,人工智能预测在大型事件中更加有效。“他们关注的是热浪和热带气旋等大规模事件,但较少关注龙卷风等较小规模的事件,”她说。“我们还没有完全做到这一点。”
人工智能还提出了另一个挑战:可信度。人工智能输出较少依赖于具体的大气物理,而更多地依赖于独特的模式识别。这意味着很难弄清楚为什么模型会做一些特定的事情。
麦戈文说,答案是人类仍然需要参与循环。
”这些只是为人类预测者提供了一种新工具。”她说。
EC-AIFS 是来自 Google、NVIDIA、IBM 和 Microsoft 等科技公司的几个新 AI 模型之一。
>
联邦政府也在人工智能天气预报上下了很大的赌注。NOAA 宣布斥资 1 亿美元升级名为 Rhea 的新型高性能计算机系统,该系统使用非常适合人工智能和机器学习的图形处理。
“NOAA 与这些私营企业之间的协调将非常关键,”麦戈文说。“这将创造出真正顶级的预测。”