“雨中聞蟬叫,預告晴天到”、“朝霞不出門,晚霞行千里”……自古以來,人們從云卷云舒、風停雨歇中學會了觀天象,并將這些經驗用在出行、農事活動中。如今人們不再停留在感性經驗上,而是用現代科技精準地“算”出降雨時段、降雨區域、降水相態、降水量等,對天氣進行理性、量化的預報。
日前,國務院印發《氣象高質量發展綱要(2022-2035年)》(以下簡稱《綱要》)。圍繞加快推進氣象高質量發展,明確了指導思想和發展目標,對主要任務作出系統部署。
對于如何增強氣象科技自主創新能力,賦能高質量發展,墨跡天氣高級副總裁黃耀海認為,一方面是利用人工智能、大數據等技術把氣象服務做得更加精細化、準確化;另一方面是創新行業解決方案,挖掘更多行業或場景的氣象需求,讓氣象服務更加緊密結合生產生活。
大數據疊加AI算法 天氣實現分鐘級、公里級預報
在過去,全球廣泛采用的天氣預報模式是數值模擬法,通過實驗室內的大型計算機作數值計算,用物理方程表達天氣演變,從而預測一段時間內大氣運動狀態和氣象。
黃耀海認為,“盡管很長一段時間的天氣預測都是依靠數值模擬法,但是數值模擬由于精準度和準確率有限,慢慢達到了瓶頸,難以滿足現代社會的發展需求。”
隨著5G、大數據和人工智能與產業的深度融合,氣象領域也迎來了一次“革新”,AI技術的應用使得海量數據得以被訓練和利用。 黃耀海表示,“氣象觀測會產生海量的數據,而天氣預測需要對大量的,多種多樣的數據進行分析,而人工智能再處理復雜數據上具有獨特優勢。”
“人工智能預測主要的方法是用很大量的訓練數據加上人工智能模型,通過數據進行計算優化的方法,可以和數值模擬進行很好的互補。”他說道。
他介紹稱,自墨跡天氣成立之初,就一直致力于氣象科技創新,并在行業內率先將人工智能、機器學習等技術應用于氣象數據分析。且墨跡天氣在氣象大數據挖掘和積累方面有著獨特優勢,不僅與中國氣象局、北京氣象局的國內專業機構合作,還會與國際專業組織合作,獲得海量氣象數據資源,從而提升預報準確率。
此外,墨跡天氣還創新研發出天氣短時預報,“我們直接采用國家獲得到雷達的數據,不經過傳統模式的模擬預報,直接采用端到端的AI技術,通過長時間收集到的雷達云圖運動的時間序列數據,通過人工智能和模式數據的融合,進行預測云在未來移動的方向、下雨積雨云運動的方向等。”黃耀海說道。
黃耀海還提到,天氣是一個混沌系統,從現有技術看,不可能實現100%準確,但人工智能、大數據等新興技術的加入,使得預報結果與真實情況之間不斷接近,目前已可實現公里級、分鐘級的格點化天氣預報。
通過人工智能和大數據的加持,智慧氣象已經在各個領域發揮作用,其優勢也逐漸顯現。黃耀海表示,與傳統氣象預測手段相比,人工智能具有數據處理能力更強、預測準確性更高、精細化程度在空間維度達到公里級甚至百米級,時間維度達到分鐘級、并與其他的生產生活相關的指數等相結合。
用好預報工具 氣象+賦能經濟社會發展
人們日常的生產生活與天氣變化之間的關系密切,而災害性天氣對農業、交通、經濟、生活等方面影響更加顯著。
國家應急管理部發布的2021年全國自然災害基本情況數據顯示,2021年全年各種自然災害共造成1.07億人次受災;倒塌房屋16.2萬間,不同程度損壞198.1萬間;農作物受災面積11739千公頃;直接經濟損失3340.2億元。
如何盡量規避天氣風險并利用好天氣為經濟社會發展服務成為當地社會的一道“必答題”。 國務院印發的《氣象高質量發展綱要(2022-2035年)》提出,要筑牢氣象防災減災第一道防線,提高氣象災害監測預報預警能力;提高氣象服務經濟高質量發展水平,實施氣象為農服務提質增效行動、海洋強國氣象保障行動、交通強國氣象保障行動、“氣象+”賦能行動。
黃耀海認為,對于國家層面,氣象科技賦能高質量發展要把氣象技術觀測設備,衛星觀測站基礎設備能力提升。對氣象服務企業來說,希望利用好這些設備和技術,創新行業解決方案,賦能各個需求場景和行業,更深入的為經濟社會發展服務。
在日常生活的角度,墨跡天氣APP內可以把氣象數據可以和生活服務的指數化結合,比如根據溫度、風力的變化趨勢和AI預測提供出行穿衣指南,是否帶雨具等,更好地幫助人們安排生活。
在農業領域,農業是國民經濟的基礎,“三農”工作與氣象工作息息相關。黃耀海表示,“在農業種植決策上,通過預測天氣,農民可以選擇合適的時間進行春播秋收,通過判斷整年的氣候情況和水土選擇合適的作物種植,增加產量。耕作后,農民可以通過天氣預報進行防災減災,減少損失。此外,通過預測降水情況還可以幫助農民減少灌溉成本,提升對水資源的利用效率。
在交通領域,黃耀海介紹稱“一方面,通過全球的預報技術,會幫助識別出航海期間的臺風、氣旋路線,以及對應的強度。在整個臺風經過的路線附近,規劃出規避的區域;另一方面,通過分析洋流運動情況,幫助船只順著洋流航行,從而降低油耗。此外在航空領域,結合機場自帶的雷達設備,加上墨跡天氣宏觀的氣象預報,為機場做相應的機場解決方案進行起飛和降落。”
“目前,墨跡天氣還在努力探索與智慧城市、智慧交通相結合,為城市出行提供更加準確的天氣指南,減少災害性天氣對交通的影響。”他說道。
在經濟領域,墨跡天氣正在從To C走向To B,拓寬場景應用渠道。黃耀海舉例稱,“比如在外賣配送場景,外賣平臺通過引入墨跡天氣的精確氣象信息,可以在國內實現1公里范圍內的精確預報,短時預報的晴雨準確率高達90%,大幅提升了配送平臺的運營效率。”
黃耀海還提到,“氣象+賦能行業和場景的前提,是要與行業實現無縫運作,衡量氣象科技能力的高低就是數據量的多少,既包括氣象數據,也包含各個行業的大數據,大數據處理的能力和精細化預報的能力相結合,才能加深預報的精細性、準確性,從而滿足各行業多樣的氣象需求。”
