今日，國(guó)家自然科學(xué)基金委員發(fā)布了2023年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展，榜單囊括一年中最重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)進(jìn)展及未來(lái)趨勢(shì)，華為云盤(pán)古氣象大模型入選。

天氣預(yù)報(bào)是國(guó)際科學(xué)前沿問(wèn)題，具有重大的社會(huì)價(jià)值。現(xiàn)有數(shù)值天氣預(yù)報(bào)范式源于20世紀(jì)50年代，即通過(guò)超算平臺(tái)的大規(guī)模計(jì)算來(lái)求解大氣運(yùn)動(dòng)偏微分方程組，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)天氣的預(yù)報(bào)。近些年使用該傳統(tǒng)方法提升預(yù)報(bào)水平面臨越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。

華為云研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于人工智能技術(shù)，提出了一種適配地球坐標(biāo)系統(tǒng)的三維神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠有效處理天氣數(shù)據(jù)中的復(fù)雜過(guò)程，并通過(guò)層次化時(shí)域聚合策略來(lái)有效減少迭代誤差，成功實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的中期天氣預(yù)報(bào)。在1979-2017年全球天氣再分析數(shù)據(jù)上訓(xùn)練后，構(gòu)建了盤(pán)古氣象大模型。

該模型能夠預(yù)報(bào)7天內(nèi)的地表層和13個(gè)高空層的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速等氣象要素，并將全球最先進(jìn)的歐洲中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）集成預(yù)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)時(shí)效提高了0.6天左右，在熱帶氣旋的路徑預(yù)報(bào)誤差相較于ECMWF預(yù)報(bào)系統(tǒng)降低了25%。

該模型僅需10秒即可完成全球7天重要?dú)庀笠氐念A(yù)報(bào)，計(jì)算速度較數(shù)值方法提升1萬(wàn)倍以上。該研究展示了人工智能和大數(shù)據(jù)在解決天氣預(yù)報(bào)問(wèn)題上的突破。

△盤(pán)古氣象大模型的三維神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

目前，盤(pán)古氣象大模型能夠提供全球氣象秒級(jí)預(yù)報(bào)，其氣象預(yù)測(cè)結(jié)果包含臺(tái)風(fēng)路徑、降水，以及位勢(shì)、濕度、風(fēng)速、溫度、海平面氣壓等基礎(chǔ)氣象要素，應(yīng)用于多個(gè)氣象研究細(xì)分場(chǎng)景，歐洲中期預(yù)報(bào)中心、中國(guó)國(guó)家氣象局、香港天文臺(tái)等都在實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)盤(pán)古預(yù)測(cè)的優(yōu)越性。在2023年汛期，盤(pán)古氣象大模型成功預(yù)測(cè)了瑪娃、泰利、杜蘇芮、蘇拉等影響我國(guó)的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)路徑。

2023年7月5日，《Nature》刊發(fā)華為云盤(pán)古氣象研究成果，并盛贊重新審視氣象未來(lái)。目前，華為云盤(pán)古氣象大模型已正式上線歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心和香港天文臺(tái)地球官網(wǎng)，華為云還攜手深圳市氣象局、泰國(guó)國(guó)家氣象局等打造高精度區(qū)域氣象預(yù)報(bào)大模型，利用人工智能技術(shù)提升氣象災(zāi)害預(yù)警能力。