“雷聲大雨點(diǎn)小”“久晴大霧必陰,久雨大霧必晴”……自古以來(lái),人們從云卷云舒、風(fēng)停雨歇中學(xué)會(huì)了觀天象,并將這些經(jīng)驗(yàn)用在出行、農(nóng)事活動(dòng)中。隨著科技的發(fā)展,如今人們對(duì)于天氣的預(yù)測(cè)不再停留在感性經(jīng)驗(yàn)上,而是通過(guò)現(xiàn)代科技“算”出降雨時(shí)段、降雨區(qū)域、趨勢(shì)、降水量等,對(duì)天氣進(jìn)行理性、量化的預(yù)報(bào)。為推動(dòng)氣象高質(zhì)量發(fā)展,日前,國(guó)務(wù)院印發(fā)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要(2022—2035年)》,提出加快推進(jìn)氣象現(xiàn)代化建設(shè),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)精密、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)能力不斷提升。
做好天氣預(yù)報(bào)最關(guān)鍵的因素是什么?如何發(fā)展氣象技術(shù)創(chuàng)新?這些創(chuàng)新又該如何賦能氣象高質(zhì)量發(fā)展?墨跡天氣高級(jí)副總裁黃耀海在接受媒體采訪時(shí)表示,天氣預(yù)報(bào)的核心是精準(zhǔn),依托通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),提升天氣預(yù)報(bào)的空間、時(shí)間分辨率,形成定時(shí)、定量、定點(diǎn)和高分辨率的天氣預(yù)報(bào),在此基礎(chǔ)上,將氣象數(shù)據(jù)與各類(lèi)生活場(chǎng)景和行業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)合,才能更好地賦能生產(chǎn)生活。
傳統(tǒng)上的天氣預(yù)報(bào)主要采用的是數(shù)值預(yù)報(bào)的方式,這種技術(shù)是指根據(jù)大氣實(shí)際情況,在一定的初始和邊界條件下,通過(guò)大型高速計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,求解描寫(xiě)天氣演變過(guò)程的流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組,以此預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)段的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和天氣現(xiàn)象。如今,應(yīng)用該技術(shù),天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)可從初始時(shí)刻起,預(yù)報(bào)未來(lái)最長(zhǎng)達(dá)7天的天氣。但隨著人們對(duì)天氣預(yù)報(bào)需求的提升,基于數(shù)值模擬的方法,慢慢達(dá)到瓶頸。一方面是大氣自身活動(dòng)的隨機(jī)性難以準(zhǔn)確把握,另一方面,還有很多因素隔開(kāi)了天氣預(yù)報(bào)的理想與現(xiàn)實(shí),比如觀測(cè)的站點(diǎn)不足,地表的建筑影響或者復(fù)雜地形地貌都增添了預(yù)報(bào)的不確定性。
進(jìn)一步提升預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率,還需要在數(shù)值預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,利用通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多種技術(shù)提升氣象要素和天氣預(yù)報(bào)的空間、時(shí)間分辨率以及量值的精度。墨跡天氣在行業(yè)內(nèi)率先將人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用于氣象數(shù)據(jù)分析,以持續(xù)不斷提升預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度。“與數(shù)值模擬不同,人工智能是可以用大量的訓(xùn)練的數(shù)據(jù)加上人工智能模型,通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算優(yōu)化的方法。與數(shù)值預(yù)報(bào)可以進(jìn)行很好的互補(bǔ)。墨跡天氣采用的技術(shù)路線,就是在傳統(tǒng)模式基礎(chǔ)上,采取人工智能方式進(jìn)行預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率提升。”黃耀海表示,天氣預(yù)報(bào)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(shù)據(jù)的工具,可以利用統(tǒng)計(jì)與數(shù)值模式中無(wú)法利用的抽象預(yù)報(bào)知識(shí),提升預(yù)報(bào)的精度。
此外,墨跡天氣還通過(guò)人工智能技術(shù)在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用打造精細(xì)化的天氣預(yù)報(bào)。“我們直接采用國(guó)家獲得到雷達(dá)的數(shù)據(jù),不經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)模式的模擬預(yù)報(bào),直接采用端到端的AI技術(shù),通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間收集到的雷達(dá)云圖運(yùn)動(dòng)的時(shí)間序列數(shù)據(jù),通過(guò)人工智能和模式數(shù)據(jù)的融合,進(jìn)行預(yù)測(cè)云在未來(lái)移動(dòng)的方向、積雨云運(yùn)動(dòng)的方向等。通過(guò)這樣短時(shí)的預(yù)報(bào),可以把整個(gè)預(yù)報(bào)的顆粒度由城市幾百平方公里級(jí)預(yù)報(bào),變成公里級(jí)的格點(diǎn)預(yù)報(bào),以幫助人們更好地安排短期出行活動(dòng)。”黃耀海說(shuō)道。
《綱要》提到,不斷提升氣象服務(wù)保障水平。深度融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行各業(yè),為重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)流域、重點(diǎn)行業(yè)、重大工程等提供專(zhuān)業(yè)化精細(xì)化氣象服務(wù)保障。
黃耀海認(rèn)為,對(duì)于國(guó)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(cè)設(shè)備,衛(wèi)星觀測(cè)站基礎(chǔ)設(shè)備能力提升。而如何把這些數(shù)據(jù)能力按照不同場(chǎng)景和行業(yè)的需求釋放出來(lái),需要?dú)庀蠓?wù)企業(yè)來(lái)做更多創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化。在日常生活領(lǐng)域,把氣象數(shù)據(jù)與更多的生活場(chǎng)景相結(jié)合,比如綜合氣溫、濕度、風(fēng)力等氣象要素,生成穿衣指數(shù),提醒人們根據(jù)天氣變化及時(shí)增減衣物等,讓氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為氣象服務(wù);而在氣象賦能行業(yè)方面,他認(rèn)為,需要將氣象數(shù)據(jù)和行業(yè)數(shù)據(jù)相結(jié)合,解決不同行業(yè)場(chǎng)景中的痛點(diǎn),這考驗(yàn)的不僅僅是氣象服企業(yè)在氣象預(yù)報(bào)上的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)能力,還有服務(wù)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。
