天氣與人們的日常生活息息相關。準確的天氣預報可以告知人們是否應該重新安排周末的出遊計劃,也能讓即將遭遇颱風的人即時撤離危險區域。但是,要進行準確的天氣預報,尤其是對每小時都在變化的天氣進行預測,挑戰巨大。
本周,谷歌在自己的官方博客上發表了最新一項研究,該研究利用谷歌自己訓練的人工智慧(AI)模型,能夠大大增強「實時」天氣預報的能力。
谷歌稱,這項工作尚處早期階段,目前也未商業化,但研究結果令人滿意。在這篇尚未經過同行審議通過的論文中,谷歌研究員介紹了他們如何利用人工智慧模型,僅耗時數分鐘時間,提前6小時實現了一公裡範圍內準確的降雨預測。
僅用數分鐘的計算時間能提前6小時實現降雨預測,這與目前的天氣預報水平相比,有了巨大的提升。谷歌研究人員表示,快速的預測有著極大的現實意義,這將有效適應氣候變化,特別是極端天氣狀況下,快速預測會是一個非常重要的工具。同時,短期預測對於某些危機規避非常重要,合適運用能夠有效避免生命和財產損失。
那麼這樣的速度是怎麼來的?研究人員將他們的預測方法與目前兩種主流的預測方法進行了對比:光流法(通過觀察雲的運動現象)以及模擬法(創建物理上的天氣系統模擬)。
這些傳統方法面臨的問題在於計算量極為龐大,尤其是模擬法需要計算大量的物理效果。比如美國聯邦機構為天氣預報所做的模擬,每天需要處理來自不同氣象站多達100TB的數據量,並且需要花費數小時在昂貴的超級計算機上進行模擬。按照一次計算6小時算,一天頂多也只能計算3-4次。
相比之下,谷歌的方法並不需要進行複雜的天氣建模,而是通過對雷達接收到的信息進行分析預測。研究人員用了美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)在2017 -2019年間在美國附近收集的歷史雷達數據來訓練他們的人工智慧模型。
谷歌研究人員稱,他們的方法與使用相同數據的現有的三種方法一樣好甚至還要更好。但是人工智慧模型在預測6小時以上的遠期預測時表現就不那麼靈敏了。
目前來看這是機器學習在天氣預報中的最佳應用:快速的進行短期預測,而較長時間的預測交給功能更強大的模型,像NOAA可以創建出10天的天氣預報。
儘管人工智慧還未在天氣預報領域中有實際的應用,但除了谷歌外,還有其他公司在探索,包括IBM和孟山都等。
(本文來自澎湃新聞,更多原創資訊請下載「澎湃新聞」APP)