作為「山水之城」,重慶的天氣就如其道路交通一樣立體,變幻多端。2019年進入6月以來,重慶的天氣就在高溫和暴雨之間來回切換,對市民生產和生活帶來影響,一些降雨量大的地區甚至可能出現災情。
2019年6月21~22日凌晨,石柱縣迎來強降雨天氣,重慶市氣象局提前預測及時發布預警簡訊,受災最重的馬武鎮及時轉移群眾220人。此次強降雨共造成十餘個鄉鎮嚴重受災,但沒有出現人員傷亡。
俗話說「天有不測風雲」,提前預測天氣不是容易的事。在大數據、雲計算、人工智慧、物聯網等技術支持下,重慶的天氣預報越來越及時、精準。7月18日,在重慶市氣象局舉行智慧氣象發展媒體見面會,通報了與百度智能雲共同打造的智慧氣象「四天」系統建設成果。經過一年多的探索,雙方目前在天樞？智能探測系統、天資？智能預報系統、知天？智慧服務系統、御天？智慧防災系統等方面取得了階段性成果。
2018年,在氣溫降水趨勢預測上,相對傳統預測,智能預測的月氣溫評分提高了4分,月降水提高了12分。短時預報短時預報的正確率提高了40%。冰雹、雷暴大風等強對流天氣,來得快,去得也快,一直是天氣預報的難點,重慶市氣象局對2019年幾次冰雹、雷暴大風強對流天氣的預報命中率居然達到100%,做到了「天有可測風雲」,能更及時進行暴雨防災預警。
百度智能雲與重慶市氣象局在「智慧氣象」方面的實踐經驗和成果,為發展智慧氣象提供了一種解決方案。
「老字號」氣象局智能化轉型
在引入雲計算、人工智慧等技術之前,傳統的氣象預報主要依靠數值預報模式。傳統的數值預報模式,受到數學、物理、熱力學的發展限制,預測準確度近年來很難再有大的突破。
而人工智慧的數據處理能力是傳統方式的成千上萬倍,歷史數據越多,深度學習的算法模型就越準確,再結合天氣預報員的經驗,能把天氣預報準確率提高很多。
重慶複雜多變的天氣狀況給重慶市氣象局的氣象工作帶來不小挑戰,也帶來迎難而上創新突破的機會。
重慶這一片山水之地孕育了很多氣象大師:前身中央研究院氣象研究所的所長竺可楨、中國首任國家氣象局局長涂長望等。
「所以我們有一種情懷,發展智慧氣象重慶當仁不讓。」重慶市氣象局局長顧建峰表示。
大數據+雲計算,氣象數據多多益善
(天樞·智能協同觀測系統)
天氣預報的第一步是通過觀測獲得氣象數據。重慶市氣象局目前已經對接8顆觀測衛星、自建4部都卜勒雷達和2000多個地面氣象觀測站、與周邊省份氣象部門共享10部都卜勒雷達和近萬個地面觀測站的數據,數據量極為龐大,對數據存儲和計算提出了極高的要求。
為了更好地獲取和處理與日俱增的氣象數據信息,重慶市氣象局與百度智能雲共建了「天樞」大數據平臺和氣象雲資源中心,以大存儲、高算力、穩定的雲計算基礎設施,助力氣象數據存儲和分析。目前,重慶氣象部門已經形成了一個龐大的基於物聯網的智能感知系統,氣象信息基礎設施水平和數據分析能力進一步提升。
深度學習提升天氣預報準確率
傳統的氣象預報預警其實是很粗放的,不能滿足氣候多變地區的需要。比如說整個重慶市都收到暴雨預警,大家都不出門了,但是這個鎮它沒有雨,那麼這一天的農活就被耽擱了。大城市也是這樣,東邊日出西邊雨,有的人會覺得自己白帶傘,這其實是氣象業務沒有契合好公眾的需求和感知。
利用百度飛槳(PaddlePaddle)深度學習平臺,2019年上半年「天資？智能預報系統」將月氣溫預測準確率提高了16分,月降水預測準確率提高了6分。雷暴大風、冰雹、短時強降水等0-2小時內的強對流天氣的準確率提升了40%,在2019年的幾次冰雹、雷暴大風強對流天氣過程中,冰雹、大風識別命中率達到100%。
2019年6月4日20時至5日20時,重慶地區出現一次自西向東的強對流天氣過程,重慶市氣象臺提前1-2小時就精準預報出有雷暴大風,提醒市民防災。
(2018年8月6日,強對流天氣致使渝北區興盛大道工棚倒塌)
此外,重慶市氣象局0-2小時天氣預報已經建立時空解析度10min、1km的智能網格預報產品,「東邊日出西邊雨」可能將不再是天氣預報中難以逾越的障礙。
傳統的數值預報模式有著技術發展的限制,更為關鍵的是目前中國當前的數值模式與發達國家相比還有一定的差距,在氣象預報方面採用AI技術算是「彎道超車」的嘗試。百度飛槳是唯一的中國自主智慧財產權的開源的深度學習平臺,以此平臺為基礎發展智慧氣象,有利於氣象預報技術的可持續發展和隱私安全。
重慶市氣象局局長顧建峰談到,建立自主可控的氣象深度學習平臺符合國家氣象發展戰略,這也是百度成為重慶市氣象局共建智慧氣象合作夥伴的最核心原因。
智慧氣象助力防災減災救
(天資-災害天氣智能監測系統)
防災減災救災是氣象工作不變的「初心」。目前重慶地質災害點有16000個,大江大河防洪薄弱點300處,森林火災隱患點4000處。
氣象預警信息發布最重要的核心在於在第一時間,把準確的信息發送給最需要的人。重慶市氣象局與百度智能雲聯合推出了御天-智能預警信息發布系統,能更及時進行災害監測,更精準更快速發布預警信息。比如,通過百度智能雲大數據、人工智慧技術實現全市一萬六千多個地質災害隱患點信息與四重網格預警人員信息、雨量觀測站信息進行關聯匹配,一旦達到雨量閾值,系統就會自動對關聯的責任人發預警信息,以最快的速度把天氣預警信息傳達給最需要的人。
通過百度智能雲簡訊平臺,可以將簡訊發布速率從每秒160條提升到每秒3000條。將預警信息發送給160萬預警責任人,以前要2個多小時,現在只需要9分鐘左右。
(2018年7月4日,石柱縣暴雨誘發山洪圍困楊東河電站值班室)
2019年6月21~22日凌晨,石柱縣迎來了一場強降雨天氣,有5個鄉鎮降雨量突破100毫米,馬武鎮累積降雨達207.9毫米。伴著雨水,石柱縣群眾手機裡不斷收到強降雨簡訊和微信預警,應急大喇叭也在反覆播報實時雨量。收到預警信息,群眾進行了有組織的轉移,受災最重的馬武鎮及時轉移群眾220人,此次強降雨共造成十餘個鄉鎮嚴重受災,但沒有出現人員傷亡。
智慧氣象與各行各業融合發展
當今的氣象服務早已經不再局限於天氣預報,需要有更大的思維和眼光。重慶市氣象局還與百度智能雲共同打造了知天？智慧服務系統,通過對農業、旅遊、水利各行業需求的準確對接,在垂直領域中提供更為精準、更個性化的服務。
在重慶有大量農戶種植農經作物,農經作物最怕的就是冰雹,冰雹以來,成百上千畝的農經作物就會遭受嚴重損失,給農戶造成經濟負擔。而如今有了更為及時準確的災害性天氣監測系統,重慶市氣象局能提前監測識別潛在的冰雹雲團,為人工防雹作業爭取充足的準備時間和提供更全面的作業指標,人工消雹更加精準有效,農經作物生長安全得到了前所未有的保障。
旅遊方面,智慧氣象的建設,幫助首個「國家氣候養生旅遊示範基地」落戶重慶,城口、黔江、酉陽分獲「中國生態氣候明珠」「中國清新清涼峽谷城」「中國氣候旅遊縣」國家氣候品牌,巫山脆李獲」中國氣候(特優)好產品」,銅梁、石柱、雲陽龍缸國家地質公園、巫山獲得「中國天然氧吧」稱號,助推重慶把氣候資源轉化成旅遊資源、養生資源和生態產業資源。
「一江碧水、兩岸青山、千年文化」,這就是重慶。山水之城重慶有著非常立體的氣候,氣象工作面臨不少挑戰,重慶市氣象局迎難而上,與百度智能雲合作建立國際領先的氣象AI深度學習平臺,為智慧氣象和智能預報提供技術和平臺支撐;在大數據和雲計算上,百度智能雲提供公有雲資源服務,協助氣象數據上雲,建立氣象雲資源中心,提升重慶的氣象數據處理、計算、分析能力。
智慧氣象「四天」系統為氣象行業發展打造一個「樣板間」,開啟了目前最為深入、全面的「智慧氣象」實踐。百度智能雲在氣象領域的成功落地應用,也表明「雲+AI」正在成為推動各行各業智能化升級的重要武器。
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