维度网讯,中国气象局于4月28日发布“十五五”气象人工智能发展规划,提出持续推进“人工智能+气象”战略,努力做强雄安气象人工智能创新研究院,加快建设国际一流气象人工智能研发中心。“十五五”时期,气象部门将进一步夯实数据、算力和平台等基础支撑,推动人工智能等技术深度融入预报预警业务,提升气象预报准确率与时效性。
中国气象局近年来已构建起一套完整的“物理驱动+数据驱动”混合建模框架,成功发布了“风雷”“风清”“风顺”三大人工智能气象预报模型系统,覆盖0至60天无缝隙预报。中国气象局人工智能气象应用联合创新团队首席科学家黄波表示,团队已完成短临、中短期、延伸期、集合预报等人工智能模型的基本构建,正在积极推进模型在实际业务中的应用。
“风雷”模型专攻短时临近强降水预报,其核心技术架构采用三阶段级联的Transformer与三维卷积神经网络结合的深度模型,总参数量达50亿以上。该模型能够精准捕捉对流系统的发生、发展和消亡过程,在训练业务中取得了较好的降水分型预报结果,对短时临近强降水量级和落区具备较好的预报能力,尤其适用于因地形、热力对流等因素造成的局地突发性暴雨预警场景。
“风清”模型聚焦3至10天全球中短期天气预报。该模型在数据预处理、特征提取、模型构建和产品生成的全流程中实现了人工智能与云计算的深度融合,对全球大气环流形势、特别是副热带高压、东亚大槽等关键天气系统的动态演变具有较强的预报能力。“风清”模型的应用使得中国气象局开展每日滚动天气预报精准化产品服务的可行性得到增强,目前在省级气象台已进入试运行或业务化应用阶段。
“风顺”模型作为延伸期预报模型,能够大幅增强15天以上天气气候系统的预报能力。该模型包含确定性预报和概率预报两个子模块,使用Transformer架构生成未来42天的逐日环流预报场及概率预报,其环流预报技巧明显优于传统动力延伸模型。具体而言,“风顺”模型对15至30天延伸期内的关键环流系统调整信号——如阻塞高压的建立与崩溃、季风潮爆发等——具有显著的前兆捕捉能力,填补了传统动力模式在次季节尺度上预测能力不足的空白。
三大模型共同构成了中国气象局从短时临近预报到次季节气候预测的全覆盖人工智能预报技术体系。三个模型共享底层的大气物理约束与数据驱动的神经网络协同设计理念,在各自的时间尺度上分别突破传统数值预报计算效率和物理参数化方案的双重瓶颈,实现了从“物理驱动”到“物理与数据双轮驱动”的范式升级。中国气象局已启动三大模型的业务化集成工程,计划在“十五五”期间建成一体化的人工智能气象预报业务平台,向各省市气象台及重点行业用户提供可实时调用的智能预报服务。
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