摘要:2月25日,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)正式宣布,其全新的人工智能天气系统(AIFS)已成功投入运行。这一创新模型在测试阶段便展现出了卓越的性能,对未来15天的预测准确率相比传统物理模型提高了20%,同时实现了更低的能耗和更快的响应速度,有望彻底重塑全球
2月25日,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)正式宣布,其全新的人工智能天气系统(AIFS)已成功投入运行。这一创新模型在测试阶段便展现出了卓越的性能,对未来15天的预测准确率相比传统物理模型提高了20%,同时实现了更低的能耗和更快的响应速度,有望彻底重塑全球气象预测体系。
ECMWF总干事佛罗伦萨·拉比尔对此表示:“这一里程碑式的成就将彻底改变天气科学与预测的格局。通过先进的机器学习技术,我们首次实现了全球范围内最广泛参数的免费开放预测,为全球用户提供了前所未有的便捷与精准。”
AIFS模型不仅由欧洲政府间机构精心开发,还受到了欧洲交易商的密切关注。然而,其预测结果的影响力却远远超出了欧洲范围,具有全球性的重要意义。从美国的能源行业到全球的气象学家,都在积极利用这一创新成果进行决策与研究。
这一突破性的AI天气模型,以其高精度的预测能力和广泛的参数覆盖,为全球用户提供了实时、准确的气象信息。用户无需支付任何费用,即可免费获取到这些宝贵的预测数据,这无疑将极大地促进气象科学的发展与应用。
AIFS的成功运行,标志着天气科学正式迈入了一个全新的纪元。未来,随着技术的不断进步与应用的不断拓展,我们有理由相信,这一创新模型将在全球范围内发挥更加重要的作用,为气象预测、能源交易、农业生产、防灾减灾等领域带来革命性的变革。
01
技术领先优势:欧洲AI天气模型引领全球气象预测新纪元
近日,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)宣布其全新的人工智能天气系统(AIFS)已正式投入运行。这一创新模型在测试阶段便展现出了显著的技术优势,不仅预测准确率较传统物理模型(IFS)提高了20%,而且在速度与能耗方面也实现了巨大突破。
AIFS与IFS共享相同的气象数据源,包括卫星、飞机、船舶等多种观测数据。然而,在数据处理与预测方式上,两者存在显著差异。IFS依赖超级计算机处理全球气象观测数据,并通过复杂的物理方程模拟大气变化;而AIFS则通过分析历史数据与实时信息的关联性进行预测,这一创新方式使得其生成一次预测仅需传统模型的千分之一能耗,且速度大幅提升。
在应用场景方面,AIFS除了提供常规天气参数预测外,还能针对可再生能源调度需求,提供太阳能辐射强度和风机层风速等特定参数的预测。ECMWF预报主任弗洛里安·帕彭伯格指出,新系统还可将热带气旋路径预测时间提前12小时,为防灾减灾争取了宝贵时间。在当前全球气温屡创新高,且欧洲成为变暖最快的大陆的背景下,此类技术对应对极端天气具有至关重要的意义。
图为欧洲中期天气预报中心2月25日发布的一份针对欧洲的人工智能(AI)预报,生动展示了3月11日的气温和风力情况。这份预报不仅体现了AIFS的强大预测能力,也标志着天气科学正迈入一个全新的纪元。
02
开放性与竞争格局
AIFS系统是全球35国合作的结晶,旨在为全球气象机构提供支持,共同构建一个安全繁荣的社会。尽管模型免费向全球用户开放,但极端天气预警和定制化服务等高级功能仍由各国或企业自主处理。为了推动AI在气象领域的应用与发展,ECMWF与欧洲各国气象机构合作开发了名为Anemoi的开源AI框架(源自希腊风神之名),其底层架构与谷歌DeepMind的图神经网络不谋而合。
未来,ECMWF计划进一步提升模型的空间分辨率,并从单次预测转向“集合预报”模式,即生成50种不同初始条件的预测结果,以提高预测结果的可靠性和稳健性。目前,全球范围内已有谷歌DeepMind的GraphCast、华为的盘古气象大模型等多家AI天气系统处于研发阶段。尽管这些系统均基于ECMWF过去40年积累的气象观测数据进行训练,但由于预测变量和时间尺度的差异,难以直接比较其性能。然而,ECMWF系统的优势在于其覆盖的参数更为广泛,如太阳能辐射强度、风机高度风速等,为不同领域的应用提供了更多可能性。
03
AI预测能力对管理能源市场波动的重要性
尽管AI的能耗问题曾引发广泛关注与担忧,但其在大气监测、生物多样性保护等领域的应用已成为应对气候变化的重要工具。英国气象局首席AI官克里斯汀·戴尔指出,未来需结合物理模型与数据驱动模型的优势,以实现快速、可靠且可信的预测。
对于能源市场而言,AI的预测能力显得尤为重要。丹麦商品贸易公司InCommodities A/S首席执行官丹尼尔·博鲁普表示:“我们可以比以往更频繁地更新信息集,这显然提升了预测精度,让我们能更好地分配能源。”ECMWF的新系统不仅能够预测未来两周的温度、风速和太阳能发电量,而且其更高的准确性使得企业和政策制定者能够更快响应天气相关的关键决策,从取消铁路服务到调整船舶航线,再到在结冰道路上撒沙,无不体现出AI预测在实际应用中的巨大价值。
这种技术进步对于管理能源市场波动至关重要。今年早些时候,德国太阳能发电量激增曾导致多国电价跌到负值;而此前“黑暗期”(指可再生能源发电骤降的时段)则使电价飙升。新模型或许能为平衡能源供需提供有效解决方案,从而助力能源市场的稳定与发展。瑞士气象分析公司Meteomatics AG的气象学家罗布·哈钦森指出,AI模型在预测未来5天温度时的准确性已超越传统方法。“速度固然重要,但在某些参数和时间范围内,AI还能提供额外精度。”丹麦电力供应商Reel ApS的贸易与灵活性主管埃多阿尔多·西莫尼认为,这种技术进步最终将惠及所有能源市场参与者。
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