AI增强极端天气预测能力至23天
realtime news Oct 22, 2024 02:58
华盛顿大学的研究人员改进了AI模型，可以提前23天预测极端天气事件，有望帮助提高灾难应对能力。
根据NVIDIA技术博客，最近在人工智能方面的进展显著提升了预测极端天气条件的能力，预测窗口可能扩大到23天。华盛顿大学的研究人员利用深度学习改进了AI气象模型，提高了其准确性并扩大了预测范围。
深度学习革新天气预测
发表在Geophysical Research Letters上的研究表明，调整AI模型中的初始大气数据可以显著延长预测极限。随着气候变化继续增加极端天气事件的频率和严重性，这一进展可能对政府、企业和应急响应人员在减轻潜在损害方面至关重要。
该研究的主要作者、华盛顿大学的博士生Trent Vonich强调了精确初始条件在天气建模中的重要性。Vonich指出，即使是微小的不准确性也会随着时间累积，导致预测错误，特别是在像地球大气这样混沌的系统中。使用完全可微的端到端机器学习模型，能够捕捉输入和输出之间的非线性相互作用，解决了传统技术的局限性。
基于全面数据集进行训练
AI模型使用了广泛的ERA5再分析数据集进行训练，该数据集涵盖自1979年以来收集的全球天气状况的PB级数据。这些数据包括温度、风速、湿度和降水等变量，为AI的预测能力提供了全面的基础。
研究团队特别关注2021年6月太平洋西北热浪，使用GPU加速的JAX框架结合非线性优化技术提高数据准确性。这一方法将10天的预测误差减少了90%，并将预测窗口延长至23天。
影响和未来前景
研究结果表明，提高初始天气观测的准确性可能与开发更好的模型一样重要。Vonich强调，这项技术可能识别初始条件中的系统性偏差，为操作预测提供直接优势。能够在更长时期内预测天气事件可能为依赖天气预测的行业（如航空和航运）带来显著的经济优势。
随着AI的持续发展，其在增强天气预测方面的角色可能在气候变化的背景下变得越来越关键。这项研究突显了AI驱动模型提供更可靠和更长期预测的潜力，从而更好地为自然灾害做好准备。
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