「人工智慧」獲得了美國天氣預報競賽冠軍?

2021-02-15 天智道M氣象人才職業發展

近日一條新聞引起了觀天者的注意

「華盛頓州立大學的人工智慧選手

奪得全美天氣預報競賽冠軍」

what?美帝也有預報員競賽?

而且,人工智慧還能參賽??

再而且,人工智慧竟然還得了冠軍???

今天觀天者就邀請各位一起來圍觀

新聞背後的故事

華盛頓大學人工智慧預報員

先來看新聞:

美國俄克拉荷馬大學舉辦WXchallenge全美預報競賽

比賽內容是全美各地城市的24小時天氣預報

在4月初公布的結果中

華盛頓大學(UW)的團隊

同時獲得了團隊第一名和個人第一名

UW參加比賽的14位小夥伴

中間是指導老師麥克莫迪Lynn McMurdie

右四藍T恤是個人冠軍韋恩Jonathan Weyn

人工智慧是咋回事?

按照WXchallenge全美預報競賽的規則

團隊得分是個人得分的組合

因此UW的小夥伴們自建了一個預報系統

從網際網路上抓取了十幾個模式的預報結果

方便團隊成員參考以快速做出決定

而這個預報系統中最牛X的部分

就是個人冠軍韋恩開發的

機器學習工具mos-x

韋恩小哥哥的個人網站

每次WXchallenge宣布一個新預報地點

mos-x就用過去6-7年的預測

和該城市的天氣記錄來訓練這個工具

然後將歷史預報與實際天氣進行比較

以了解不同情況下的模式偏差

並對其進行校正

MOS方法學氣象的小夥伴都非常熟悉了

MOS-X就是用機器學習來做模式輸出統計

冠軍的python代碼

已經在開源平臺GITHUB上全部公開

今年全美「最不可預測的城市」

科羅拉多州的普韋布洛市

mos-x提供了最好的預測

這是比賽歷史上第一次計算機擊敗所有的人類預測者 

但由於WXchallenge規定只有人類選手能參賽

mos-x只好「借殼上市」

作為開發者的韋恩

替它領了一個特殊類別的獎盃

網站上公布的歷屆個人冠軍和成績列表

可以看出韋恩不僅是本屆冠軍

而且還打破了賽會紀錄

美帝預報競賽WXchallenge

看到這裡

相信大家都已經迫不及待

想了解美帝預報競賽WXchallenge了

不廢話了

直接上乾貨

誰組織的?

WXchallenge始於2005年,由俄克拉荷馬州立大學(OU)的教師——布拉德Brad Illston創建,旨在舉辦一個充滿活力和吸引力的預報競賽。

2005年到2016年

競賽的日常管理、公共關係、程序和網頁編碼

由帥氣能幹的布拉德先生一人完成

誰能參加?

比賽分為團體賽和個人賽。團體賽要5人以上參賽,每個隊員都是獨立個體,隊友之間允許一起討論和共享資源,但不能直接幹預對方的預測。個人參賽者按照5類排名:

大部分團體都是北美各高校的大氣科學學院

絕大多數參加比賽的選手來自美國高校

圖為2008年獲得團體和個人兩個獎盃的

密西西比大學團隊小夥伴

規則是啥?

分為春季和冬季兩個賽季

每個賽季對5個城市進行預測

每個城市的預測持續2周

每周的周一到周四在美國中部時間下午4點前

提交未來24小時天氣預報

包括四個要素

最高氣溫、最低氣溫、降雨量和風速

2018秋季賽季和2019春季賽季的城市列表

要在一年裡對10個城市進行共20周的預測

WXchallenge的比賽可謂是真正的

一年一次,一次一年……

用啥平臺?

WXchallenge簡單直接卻又功能強大的官網,就是一個能夠提供基於預測提交和快速預測驗證的網絡預測競賽集成系統。參賽選手可以用網站查看各種參考資料,還可以用論壇開展團隊討論,提交預測結果,並查看自己的成績。

美帝的資料開放程度較高

WXchallenge官網提供

地面站、衛星、雷達、探空、模式產品等各種資料

預報員也可以參考其它資料

或者開發各種預報工具

誰來評判?

網站上的實時天氣每小時更新,第二天就可以看到前一天的成績。通過根據預報和已驗證的氣象實況之間的誤差,對預報進行評分。所有預測的公共數據文件也直接公開在網站上。

可以看出今年全美「最不可預測的城市」

科羅拉多州的普韋布洛市

預報員們主要是折在了降水上

規模多大?

2006年,WXchallenges正式運營的第一個賽季,就有55所參與大學和近1600名預報員參加。近兩年,WXchallenge的參加團隊已經擴展到了80多所大學、3000多名個人參賽者。確定是世界上規模最大的天氣預報競賽無疑。

觀天者說

「天氣預報競賽」是人民群眾喜聞樂見的好東西,一來鼓勵預報技術方法創新,二來幫助優秀人才脫穎而出。所以中國有,美帝也有。觀天者認為,以WXchallenge為代表的美帝模式,在以下四個方面有一定的參考價值:

| 一是開放性的比賽最大程度上調動了參與積極性。

比賽對所有的氣象行業專業人士開放,除了高校學生教師,在NOAA、美國海軍或者氣象公司工作的小夥伴,可以以校友的身份參賽。從規則設置上也體現出對各州小夥伴都很友好,各種細節提升參與感和獲得感,真正是一場全國性的行業比賽。

競賽的預報城市由投票產生

既保證了公平,又調動了參與熱情

二是競賽和高校教學、預報業務及科學研究結合緊密。

很多大學都非常鼓勵學生參賽,並且設置和預報員競賽相關的課程內容。華盛頓州立大學就開設了一個1學分的課程「天氣挑戰」,很受歡迎,不是為了修學分,而是為了談論天氣,分享知識,為了挑戰,為了好玩。

NOAA和企業也會看中WXchallenge的成績,是應聘時的加分項。許多新上崗的預報員會利用這個平臺參加天氣分析討論,提升自己的預報技術方法。

更重要的是,WXchallenge成功孵化了很多科研項目,為了解決在預報中遇到的問題,在競賽中取得好成績,調動了高校學生的科研熱情,前文中的MOS-X就是最好的例子。

三是少花錢多辦事運營效率高。

在布拉德先生設計好了網站原型後,WXchallenge只需要1-2個人兼職運營,資金來源除了一個氣象愛好者團體Low Pressure Inc.的捐贈外,就是報名參加比賽要交的工本費。學生一個學期3刀,一學年5刀,老師和工作人員一年10刀。real良心價。

| 四是助推氣象行業形成了良好的眾創生態。

WXchallenge競賽將高等教育、在職培訓、科學研究之間,建立了有機連結和良性互動的機制,營造了一種開放的預報、人人可以參與的預報的氛圍,打破了天氣預報的神秘感,幫助氣象行業形成了良好的眾創生態。

圖片來源及參考資料

https://wxchallenge.com/index.php

http://www.washington.edu/news/2019/04/04/april-weather-madness-uw-wins-top-team-individual-prizes-in-national-forecasting-contest-now-enters-tournament-round/

http://www.weatherjon.org/meteo/indexDesktop.php

https://github.com/jweyn/MOS-X

https://atmos.washington.edu/~jweyn/

https://www.linkedin.com/in/brad-illston-7680295a/

歷史文章

歐洲中期天氣預報中心 

 AccuWeather 

Meteo Group

 松下 

 The Weather Channel 

IBM

Wunderground 

Weathernews

  SpaceX 

 NASA

COMET

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