“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(jīng)驗用在出行、農(nóng)事活動中。如今人們不再停留在感性經(jīng)驗上,而是用現(xiàn)代科技精準地“算”出降雨時段、降雨區(qū)域、降水相態(tài)、降水量等,對天氣進行理性、量化的預報。
日前,國務院印發(fā)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要(2022-2035年)》(以下簡稱《綱要》)。圍繞加快推進氣象高質(zhì)量發(fā)展,明確了指導思想和發(fā)展目標,對主要任務作出系統(tǒng)部署。
對于如何增強氣象科技自主創(chuàng)新能力,賦能高質(zhì)量發(fā)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(shù)據(jù)等技術(shù)把氣象服務做得更加精細化、準確化;另一方面是創(chuàng)新行業(yè)解決方案,挖掘更多行業(yè)或場景的氣象需求,讓氣象服務更加緊密結(jié)合生產(chǎn)生活。
大數(shù)據(jù)疊加AI算法 天氣實現(xiàn)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(shù)值模擬法,通過實驗室內(nèi)的大型計算機作數(shù)值計算,用物理方程表達天氣演變,從而預測一段時間內(nèi)大氣運動狀態(tài)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(shù)值模擬法,但是數(shù)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(xiàn)代社會的發(fā)展需求。”
隨著5G、大數(shù)據(jù)和人工智能與產(chǎn)業(yè)的深度融合,氣象領(lǐng)域也迎來了一次“革新”,AI技術(shù)的應用使得海量數(shù)據(jù)得以被訓練和利用。 黃耀海表示,“氣象觀測會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),而天氣預測需要對大量的,多種多樣的數(shù)據(jù)進行分析,而人工智能再處理復雜數(shù)據(jù)上具有獨特優(yōu)勢。”
“人工智能預測主要的方法是用很大量的訓練數(shù)據(jù)加上人工智能模型,通過數(shù)據(jù)進行計算優(yōu)化的方法,可以和數(shù)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(chuàng)新,并在行業(yè)內(nèi)率先將人工智能、機器學習等技術(shù)應用于氣象數(shù)據(jù)分析。且墨跡天氣在氣象大數(shù)據(jù)挖掘和積累方面有著獨特優(yōu)勢,不僅與中國氣象局、北京氣象局的國內(nèi)專業(yè)機構(gòu)合作,還會與國際專業(yè)組織合作,獲得海量氣象數(shù)據(jù)資源,從而提升預報準確率。
此外,墨跡天氣還創(chuàng)新研發(fā)出天氣短時預報,“我們直接采用國家獲得到雷達的數(shù)據(jù),不經(jīng)過傳統(tǒng)模式的模擬預報,直接采用端到端的AI技術(shù),通過長時間收集到的雷達云圖運動的時間序列數(shù)據(jù),通過人工智能和模式數(shù)據(jù)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(tǒng),從現(xiàn)有技術(shù)看,不可能實現(xiàn)100%準確,但人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的加入,使得預報結(jié)果與真實情況之間不斷接近,目前已可實現(xiàn)公里級、分鐘級的格點化天氣預報。
通過人工智能和大數(shù)據(jù)的加持,智慧氣象已經(jīng)在各個領(lǐng)域發(fā)揮作用,其優(yōu)勢也逐漸顯現(xiàn)。黃耀海表示,與傳統(tǒng)氣象預測手段相比,人工智能具有數(shù)據(jù)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(chǎn)生活相關(guān)的指數(shù)等相結(jié)合。
用好預報工具 氣象+賦能經(jīng)濟社會發(fā)展
人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活與天氣變化之間的關(guān)系密切,而災害性天氣對農(nóng)業(yè)、交通、經(jīng)濟、生活等方面影響更加顯著。
國家應急管理部發(fā)布的2021年全國自然災害基本情況數(shù)據(jù)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(nóng)作物受災面積11739千公頃;直接經(jīng)濟損失3340.2億元。
如何盡量規(guī)避天氣風險并利用好天氣為經(jīng)濟社會發(fā)展服務成為當?shù)厣鐣囊坏?ldquo;必答題”。 國務院印發(fā)的《氣象高質(zhì)量發(fā)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(jiān)測預報預警能力;提高氣象服務經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展水平,實施氣象為農(nóng)服務提質(zhì)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(zhì)量發(fā)展要把氣象技術(shù)觀測設備,衛(wèi)星觀測站基礎設備能力提升。對氣象服務企業(yè)來說,希望利用好這些設備和技術(shù),創(chuàng)新行業(yè)解決方案,賦能各個需求場景和行業(yè),更深入的為經(jīng)濟社會發(fā)展服務。
在日常生活的角度,墨跡天氣APP內(nèi)可以把氣象數(shù)據(jù)可以和生活服務的指數(shù)化結(jié)合,比如根據(jù)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(nóng)業(yè)領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎,“三農(nóng)”工作與氣象工作息息相關(guān)。黃耀海表示,“在農(nóng)業(yè)種植決策上,通過預測天氣,農(nóng)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(chǎn)量。耕作后,農(nóng)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(nóng)民減少灌溉成本,提升對水資源的利用效率。
在交通領(lǐng)域,黃耀海介紹稱“一方面,通過全球的預報技術(shù),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(jīng)過的路線附近,規(guī)劃出規(guī)避的區(qū)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(lǐng)域,結(jié)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(jié)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(jīng)濟領(lǐng)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(nèi)實現(xiàn)1公里范圍內(nèi)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(yè)和場景的前提,是要與行業(yè)實現(xiàn)無縫運作,衡量氣象科技能力的高低就是數(shù)據(jù)量的多少,既包括氣象數(shù)據(jù),也包含各個行業(yè)的大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)處理的能力和精細化預報的能力相結(jié)合,才能加深預報的精細性、準確性,從而滿足各行業(yè)多樣的氣象需求。”
