“雷聲大雨點小”“久晴大霧必陰,久雨大霧必晴”……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。隨著科技的發展,如今人們對于天氣的預測不再停留在感性經驗上,而是通過現代科技“算”出降雨時段、降雨區域、趨勢、降水量等,對天氣進行理性、量化的預報。為推動氣象高質量發展,日前,國務院印發《氣象高質量發展綱要(2022—2035年)》,提出加快推進氣象現代化建設,實現監測精密、預報精準、服務精細能力不斷提升。
做好天氣預報最關鍵的因素是什么?如何發展氣象技術創新?這些創新又該如何賦能氣象高質量發展?墨跡天氣高級副總裁黃耀海在接受媒體采訪時表示,天氣預報的核心是精準,依托通信、物聯網、大數據、人工智能等先進技術,提升天氣預報的空間、時間分辨率,形成定時、定量、定點和高分辨率的天氣預報,在此基礎上,將氣象數據與各類生活場景和行業數據結合,才能更好地賦能生產生活。
傳統上的天氣預報主要采用的是數值預報的方式,這種技術是指根據大氣實際情況,在一定的初始和邊界條件下,通過大型高速計算機進行數值計算,求解描寫天氣演變過程的流體力學和熱力學方程組,以此預測未來一定時段的大氣運動狀態和天氣現象。如今,應用該技術,天氣預報業務可從初始時刻起,預報未來最長達7天的天氣。但隨著人們對天氣預報需求的提升,基于數值模擬的方法,慢慢達到瓶頸。一方面是大氣自身活動的隨機性難以準確把握,另一方面,還有很多因素隔開了天氣預報的理想與現實,比如觀測的站點不足,地表的建筑影響或者復雜地形地貌都增添了預報的不確定性。
進一步提升預報的準確率,還需要在數值預報的基礎上,利用通信、物聯網、人工智能等多種技術提升氣象要素和天氣預報的空間、時間分辨率以及量值的精度。墨跡天氣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,以持續不斷提升預報的精準度。“與數值模擬不同,人工智能是可以用大量的訓練的數據加上人工智能模型,通過數據來進行計算優化的方法。與數值預報可以進行很好的互補。墨跡天氣采用的技術路線,就是在傳統模式基礎上,采取人工智能方式進行預測準確率提升。”黃耀海表示,天氣預報需要大量的、多種多樣的資料,而人工智能天生就是處理大數據的工具,可以利用統計與數值模式中無法利用的抽象預報知識,提升預報的精度。
此外,墨跡天氣還通過人工智能技術在氣象領域的應用打造精細化的天氣預報。“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、積雨云運動的方向等。通過這樣短時的預報,可以把整個預報的顆粒度由城市幾百平方公里級預報,變成公里級的格點預報,以幫助人們更好地安排短期出行活動。”黃耀海說道。
《綱要》提到,不斷提升氣象服務保障水平。深度融入經濟社會各行各業,為重點區域、重點流域、重點行業、重大工程等提供專業化精細化氣象服務保障。
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。而如何把這些數據能力按照不同場景和行業的需求釋放出來,需要氣象服務企業來做更多創新和轉化。在日常生活領域,把氣象數據與更多的生活場景相結合,比如綜合氣溫、濕度、風力等氣象要素,生成穿衣指數,提醒人們根據天氣變化及時增減衣物等,讓氣象數據轉化為氣象服務;而在氣象賦能行業方面,他認為,需要將氣象數據和行業數據相結合,解決不同行業場景中的痛點,這考驗的不僅僅是氣象服企業在氣象預報上的精準預測能力,還有服務行業的經驗。
