人工智能能成为天气预报的未来吗?

首页 2020-03-29 08:48:23

人工智能能成为天气预报的未来吗?


阳春三月,春回大地,天气逐渐变暖,白天的天气温度很高,夜晚温度有所下降,气候温差比较大,这样的天气很容易使人感冒的。

当前全球气候变化,变幻莫测。

气候变化是决定我们这个时代特点的问题,而我们正处于一个决定性的时刻。气候变化在全球范围内造成了规模空前的影响,天气模式改变导致粮食生产面临威胁,海平面上升造成发生灾难性洪灾的风险也在增加。如果现在不采取紧急行动,未来适应这些影响会变得更加困难,成本也会更加高昂。

那么我们有没有比较理想的方法,精准地预测天气预报,掌握气候变化的情况呢?

答案是有的,那就是通过人工智能的新技术,精确地预测未来的天气变化。

我们知道:天气预报是预测科学,不可能实现100%的精准。天气预报的本质是根据已知的气象条件,用超级计算器进行海量数据计算,但计算结果与真实天气状况之间不可避免存在偏差。把天气预报得更准确,就是一个不断缩小计算结果与真实情况差距的过程,这是现实世界中的难题。

通常,天气预报主要依赖于大数据,涉及到不同时间和空间上的海量数据,正是人工智能非常好的应用场景。一方面,充足的气象大数据为人工智能技术的进步提供了支撑;另一方面,人工智能技术的应用,将有力推动天气预报数据计算结果精准度和计算速度的提升,使得"天气预报越来越准"。人工智能为天气预报提供了一种解决难题的新思路。

日前,国外一研究团队利用深度学习技术,开发了新的高精度识别方法,可以识别出西北太平洋台风高发季热带低气压发生一周前的特征,从而为台风的产生提供判定依据。人工智能提前一周预测台风,瞬间引起了巨大关注。

国内来说:我国气象局北京城市气象研究所副所长陈敏也认为,人工智能算法把超级计算机的预报结果尽可能地、自动地、不用人工干预地修正到与实际观测数据更接近,可以达到"天气预报越来越准"的终极目标。"人工智能这么火,我们不用新技术就落伍了。"

在人工智能领域,算力、算法、数据缺一不可。GPU以其突出的算力脱颖而出。在GPU出现之前,一个实验可能需要等几个月,或者跑了一天才发现某个试验的参数不好。好的GPU可以在深度学习网络上快速迭代,几天跑完几个月的试验,或者几小时代替几天,几分钟代替几小时。GPU不仅能实现数据库的许多功能,而且其强大的计算能力,能实现实时分析。同时,GPU计算或通用GPU社区很大,从社区找到好的开源办法和可靠的编程建议更方便。

目前,将人工智能应用到天气预报在全球范围内都是热门话题。实际上,之前的世界气象日主题就是"智慧气象",中国气象局局长刘雅鸣指出,要充分应用大数据和人工智能技术,建设全覆盖、智能化的气象预报业务体系,做出更精准的天气预报。

在算力方面,以GPU为基础的基础设施建设也如火如荼,AMAX 人工智能解决方案就是基于GPU、针对人工智能应用在各领域应用落地的研发成果。解决方案支持NVIDIA P100/V100/Titian 等系列GPU,对数据手记、处理、分析有显著的加速效果。

在极端天气预测方面,地震预测被称为地震学的圣杯,AI是否能够在诸如地震、龙卷风等极端天气预测表现中依然出彩呢?

虽然到目前为止,没有人找到可靠的方法来预测地震。但是随着AI预测的逐渐深入化,技术改进的机器学习算法和超级计算机的进步,及其存储和处理大量数据的能力,现在赋予了来自美国的保罗·约翰逊团队使用人工智能探测地震的尝试。保罗·约翰逊团队通过使用来自真实风暴的原始地震数据,进行相同类型的机器学习分析。他们通常使用称为"地震目录"的这些经过处理的地震数据,来寻找预测线索。这些数据集仅包含地震幅度、位置和时间,并省略其余信息,通过使用原始数据,约翰逊的机器算法或许能够拾取重要的预测标记。

约翰逊已经开始将他的技术应用于实际数据中——机器学习算法,将分析由法国劳伦斯伯克利国家实验室进行地震数据分析。

人工智能在气象行业中的应用刚起步,应用场景未来还有很多。在未来,整合基于物理模式的数值预报和数据驱动的方法,将会给天气预报带来新的机会,例如将机器学习应用于交通堵塞、航空延误、花粉过敏等难以用物理模型处理的预报,能够提供更有价值的信息。AMAX作为人工智能解决方案供应商,也将持续与气象行业用户合作,创造更多价值。

同样,从目前的发展情况来看,AI已为气象业发展着自己的特有优势。在美国,搭载AI的气象系统可以实现龙卷风的提前五到十分钟预测,这一切,都是AI不断发展后的结果。AI与天气预报碰撞出的火花,正是气象人所期待的智能气象的模样。