12月18日，中國(guó)氣象局舉行《地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)發(fā)展戰(zhàn)略（2025—2035年）》（下稱《戰(zhàn)略》）新聞發(fā)布會(huì)。

會(huì)上，中國(guó)氣象局黨組成員、副局長(zhǎng)畢寶貴介紹，在技術(shù)路線上，《戰(zhàn)略》提出“雙輪驅(qū)動(dòng)、數(shù)智融合”的發(fā)展路徑。一方面，繼續(xù)深化基于物理規(guī)律的數(shù)值預(yù)報(bào)，通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)精確模擬地球各圈層的演變過(guò)程；另一方面，充分發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢(shì)，讓機(jī)器學(xué)習(xí)從海量氣象數(shù)據(jù)中挖掘預(yù)報(bào)規(guī)律。

我國(guó)迫切需要提高天氣氣候預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力

畢寶貴首先介紹了背景：為貫徹落實(shí)國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)和應(yīng)對(duì)氣候變化等重大戰(zhàn)略，我國(guó)迫切需要提高天氣氣候預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力，這只有充分考慮地球系統(tǒng)各圈層之間的相互作用才能實(shí)現(xiàn)。世界氣象組織也明確強(qiáng)調(diào)各國(guó)家氣象機(jī)構(gòu)要加強(qiáng)地球系統(tǒng)框架下的天氣、氣候、水和環(huán)境預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力建設(shè)，也就是地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)。

▲資料圖 圖據(jù)圖蟲創(chuàng)意

中國(guó)氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)中心主任龔建東表示，地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)是將地球各個(gè)圈層作為一個(gè)相互耦合的整體，在統(tǒng)一框架下對(duì)大氣、海洋、陸地、冰凍圈和生物圈等多圈層進(jìn)行綜合模擬和預(yù)測(cè)的預(yù)報(bào)體系。與傳統(tǒng)預(yù)報(bào)相比，二者基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系一脈相承，同樣依托觀測(cè)資料、物理規(guī)律和高性能計(jì)算支撐。但傳統(tǒng)預(yù)報(bào)主要聚焦大氣、側(cè)重天氣現(xiàn)象刻畫，而地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)通過(guò)融合數(shù)值模式、人工智能和數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多圈層相互作用及其反饋機(jī)制的整體表征，不僅拓展了預(yù)報(bào)對(duì)象的覆蓋范圍，也更加注重風(fēng)險(xiǎn)形成、演變和影響評(píng)估。

中國(guó)氣象局于2024年發(fā)布了下一代天氣氣候一體化數(shù)值預(yù)報(bào)模式，同年發(fā)布了“風(fēng)雷”“風(fēng)清”“風(fēng)順”三個(gè)人工智能預(yù)報(bào)模型。龔建東表示，要打造世界先進(jìn)水平的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)，還需要在一批關(guān)鍵核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。

首先是研發(fā)全耦合的地球系統(tǒng)模式，重點(diǎn)突破全球公里級(jí)、區(qū)域百米級(jí)的大氣模式，緊密耦合多圈層分量模式，同時(shí)強(qiáng)化觀測(cè)資料的有效應(yīng)用。

二是人工智能預(yù)報(bào)模型實(shí)現(xiàn)深度創(chuàng)新，重點(diǎn)是在天氣—?dú)夂蛞惑w化模型研制、多圈層耦合以及端到端應(yīng)用等方面實(shí)現(xiàn)突破。

三是數(shù)值預(yù)報(bào)與人工智能要實(shí)現(xiàn)深度融合，有效提升模型的預(yù)報(bào)精度和運(yùn)算效率。

人工智能模型幫助下

3分鐘可生成未來(lái)15天全球天氣預(yù)報(bào)

中國(guó)氣象局雄安氣象人工智能創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)劉作挺在會(huì)上介紹，人工智能預(yù)報(bào)模型突破傳統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)的性能瓶頸與算力依賴，已成為推動(dòng)地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)向前發(fā)展的有力工具和加速器。

首先，人工智能預(yù)報(bào)模型憑借對(duì)海量多源數(shù)據(jù)的深度挖掘能力，打破了傳統(tǒng)物理建模對(duì)復(fù)雜過(guò)程的表征局限，有效提升預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度與覆蓋范圍。目前，中國(guó)氣象局的“風(fēng)清”“風(fēng)順”模型、華為的盤古模型以及歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的人工智能模型均在業(yè)務(wù)中實(shí)現(xiàn)部分指標(biāo)超越傳統(tǒng)數(shù)值模式，在臺(tái)風(fēng)路徑、高溫過(guò)程、降水落區(qū)、次季節(jié)等預(yù)報(bào)中展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

其次，在計(jì)算效率上，人工智能模型實(shí)現(xiàn)了指數(shù)級(jí)提升。例如，中國(guó)氣象局“風(fēng)清”模型僅需3分鐘即可生成未來(lái)15天全球天氣預(yù)報(bào)，大幅縮短了預(yù)報(bào)產(chǎn)品迭代周期，為災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)、實(shí)時(shí)決策提供了關(guān)鍵時(shí)間窗口。

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科研院所相繼推出了人工智能預(yù)報(bào)模型。劉作挺表示，地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)涉及大氣、海洋、陸面、冰凍圈等多個(gè)圈層，是一項(xiàng)多部門參與、多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)工程，單靠某一類技術(shù)或單一主體難以支撐。從2024年起，中國(guó)氣象局通過(guò)舉辦人工智能預(yù)報(bào)示范計(jì)劃等活動(dòng)，聯(lián)合高校、科研院所和企業(yè)，共同構(gòu)建人工智能預(yù)報(bào)協(xié)同創(chuàng)新和應(yīng)用體系，以業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用引領(lǐng)人工智能地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)技術(shù)研發(fā)，已取得較好的成效。中國(guó)氣象局還設(shè)立了國(guó)家級(jí)新型研發(fā)機(jī)構(gòu)雄安氣象人工智能創(chuàng)新研究院。

據(jù)悉，圍繞上述技術(shù)路線，《戰(zhàn)略》系統(tǒng)規(guī)劃了八大重點(diǎn)任務(wù)，包括要建設(shè)地球系統(tǒng)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，建立無(wú)縫隙的智能預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)從分鐘級(jí)到年代際的全尺度氣象預(yù)報(bào)能力。

中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)司司長(zhǎng)梁豐介紹，地球系統(tǒng)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施主要包括三個(gè)部分：多圈層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)底座、多圈層耦合模型和開(kāi)放共享的數(shù)據(jù)與服務(wù)平臺(tái)。這套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地球系統(tǒng)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建成后，將極大推進(jìn)部門間數(shù)據(jù)的智能融合與共享服務(wù)，還將有效促進(jìn)地球系統(tǒng)相關(guān)學(xué)科的深度融合，打破氣象、海洋、地質(zhì)、生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科間的壁壘。

將極大提升極端天氣預(yù)警能力

《戰(zhàn)略》的目標(biāo)是：到2035年，建成自主可控、國(guó)際先進(jìn)的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)體系。據(jù)悉，主要標(biāo)志包括：全面建成數(shù)值預(yù)報(bào)與人工智能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、融合統(tǒng)一的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)體系，實(shí)現(xiàn)全球公里級(jí)和局地百米級(jí)地球系統(tǒng)模式業(yè)務(wù)運(yùn)行，能夠提供多圈層全覆蓋、從分鐘到月季年和年代際的無(wú)縫銜接的預(yù)報(bào)產(chǎn)品。在應(yīng)用方面，除了提供更為精準(zhǔn)的國(guó)內(nèi)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，中國(guó)的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)產(chǎn)品、技術(shù)也將支持共建“一帶一路”國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)。

畢寶貴介紹，這個(gè)目標(biāo)將通過(guò)兩個(gè)五年規(guī)劃穩(wěn)步推進(jìn)。未來(lái)五年內(nèi)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)新一代預(yù)報(bào)模式的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，并建成氣象人工智能模型的統(tǒng)一基礎(chǔ)框架。推動(dòng)各項(xiàng)技術(shù)的深度融合，發(fā)布第一代地球系統(tǒng)數(shù)字服務(wù)平臺(tái)。2030至2035年間，全面建成統(tǒng)一框架的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)體系，顯著提升對(duì)地球系統(tǒng)多尺度、多圈層相互作用的模擬和預(yù)測(cè)能力。

畢寶貴表示，地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)能力的發(fā)展，將惠及國(guó)家戰(zhàn)略和民生需求的各個(gè)領(lǐng)域。在防災(zāi)減災(zāi)方面，它將極大提升對(duì)極端天氣的預(yù)警能力，更好地守護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。在行業(yè)服務(wù)方面，它將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、新能源開(kāi)發(fā)、交通運(yùn)輸、金融保險(xiǎn)等領(lǐng)域提供更加精準(zhǔn)的氣象服務(wù)支撐。在生態(tài)文明建設(shè)方面，它將為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)、應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，通過(guò)與共建“一帶一路”國(guó)家合作，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和中國(guó)方案。

紅星新聞?dòng)浾?胡伊文 北京報(bào)道

編輯 許媛

審核 王光東