達(dá)摩院與國(guó)家氣象中心共研AI算法,成功輔助預(yù)測(cè)廣東省多地強(qiáng)對(duì)流天氣
6月22日5時(shí)50分,國(guó)家氣象中心強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)中心使用AI預(yù)報(bào)廣東省多地對(duì)流云團(tuán)將持續(xù)增強(qiáng),預(yù)報(bào)結(jié)果顯示未來短時(shí)強(qiáng)降雨發(fā)生的可能性較大。7時(shí)10分,深圳市氣象臺(tái)發(fā)布暴雨紅色分區(qū)預(yù)警,深圳市通知全市中小學(xué)生停課,7時(shí)至9時(shí),深圳遭遇暴雨襲擊,全城道路漫水。
6月22日5時(shí)50分,國(guó)家氣象中心用AI預(yù)報(bào)未來1小時(shí)廣東深圳等地將有強(qiáng)降雨發(fā)生。
此次國(guó)家氣象中心預(yù)測(cè)廣東多地區(qū)突發(fā)強(qiáng)降雨采用的是雷達(dá)反射率臨近預(yù)報(bào)AI算法,該AI算法由達(dá)摩院和國(guó)家氣象中心聯(lián)合研發(fā),實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍雷達(dá)回波的未來0-3小時(shí)精細(xì)化預(yù)報(bào),同時(shí)將預(yù)測(cè)精精度最小為1公里范圍,可輔助預(yù)報(bào)員預(yù)測(cè)臨近時(shí)段內(nèi)突發(fā)性的強(qiáng)對(duì)流天氣。
深圳市氣象臺(tái)于6月22肉7時(shí)10分發(fā)布暴雨紅色預(yù)警,隨后深圳市全市中小學(xué)停課。
強(qiáng)對(duì)流天氣來勢(shì)兇猛、變化迅速,因此及時(shí)準(zhǔn)確的短臨天氣預(yù)報(bào)能夠有效指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi),在公眾出行、交通、水利等領(lǐng)域都具有重要作用。過去幾十年,基于雷達(dá)數(shù)據(jù)的線性外推方法一直是業(yè)界預(yù)測(cè)短臨強(qiáng)對(duì)流天氣的主要途徑,但該方法難以對(duì)強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)的生成、發(fā)展、減弱和消散等過程進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)報(bào)效果有限。
(圖片來源網(wǎng)絡(luò))上午7-9時(shí),深圳遭遇暴雨襲擊,全城道路漫水
目前,全球各地氣象機(jī)構(gòu)紛紛探索用AI來解決強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)測(cè)難的問題。AI能從海量歷史數(shù)據(jù)中,提取對(duì)流系統(tǒng)生消演變規(guī)律,從而具備較好的強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)未來生消演變的預(yù)報(bào)能力,可解決傳統(tǒng)預(yù)報(bào)方法效率低的難題。
達(dá)摩院與國(guó)家氣象中心聯(lián)合研發(fā)的AI算法在預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度和精細(xì)度上雙雙實(shí)現(xiàn)突破。該算法采用時(shí)空分離的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),利用達(dá)摩院自研的方向自注意力卷積,對(duì)大氣的聚合消散過程進(jìn)行建模,準(zhǔn)確高效的提取時(shí)空特征;設(shè)計(jì)了同化模塊,有機(jī)結(jié)合地形數(shù)據(jù)、雷達(dá)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)等多源觀測(cè)數(shù)據(jù),可將預(yù)報(bào)時(shí)效延長(zhǎng)至3小時(shí);此外,該算法采用全新的生成對(duì)抗訓(xùn)練方法,顯著提升預(yù)報(bào)圖像的清晰度,可實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的雷達(dá)回波實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
據(jù)介紹,今年3月,該 AI算法首次在國(guó)家氣象中心進(jìn)行業(yè)務(wù)試驗(yàn),截至目前,已成功預(yù)測(cè)多次強(qiáng)天氣現(xiàn)象。例如,3月30日貴州多地遭遇冰雹襲擊,預(yù)報(bào)員參考AI的預(yù)測(cè)結(jié)果,進(jìn)行深入的研判分析,相關(guān)部門提前發(fā)出預(yù)警信息。
2020年9月,達(dá)摩院發(fā)布天、空、地多源數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分析平臺(tái)AI Earth,該平臺(tái)可對(duì)衛(wèi)星影像、無(wú)人機(jī)影像、實(shí)時(shí)視頻流、氣象數(shù)據(jù)、IoT數(shù)據(jù)等多源地球觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析,在氣象預(yù)測(cè)領(lǐng)域,該平臺(tái)已具備短臨天氣預(yù)測(cè)能力。