Google旗下人工智慧(AI)技术公司“DeepMind”,开发出AI气象预报模型GraphCast,1分钟内就可做出精确的10天期预报,这是人工智慧首次在预测未来10天全球气候上,表现令人可信且优于传统预报模式。
GraphCast模型在广泛的评估测试中,对未来3到10天的气象预报,都比由“欧洲中期天气预报中心(ECMWF)”运作、目前在全球居领导地位的传统预报系统还准确,在气温、压力、风速、风向和湿度等1380项指标中,90%表现都优于黄金标准ECMWF的高解析度预报。此外,在预测极端天气上表现也很好,能够“预测比过去所能预测的更长天数极端天气”。
DeepMind的开发团队14日在《科学(Science)》期刊发表报告,指GraphCast AI模型,“代表气象预报的转捩点”。
欧洲中期天气预报中心机器学习协调员尚特里(Matthew Chantry)向《金融时报》表示,气象学上的AI系统进步速度,“比我们仅在2年前预期的,还要快又更出色得多”。
设于英国瑞丁(Reading)的欧洲中期天气预报中心,采用辉达(Nvidia)、华为和DeepMind的AI模型,以及该中心自有的综合预报系统。尚特里认同DeepMind指他们的系统最准确的说法,“我们发现,GraphCast一贯地比华为的盘古、辉达的FourCastNet等其他机器学习模型还纯熟,而且在很多预报准确度计分上,比我们自己的预报系统还准确”。
AI气象预报模型GraphCast,1分钟内可做出精确的10天期预报,优于传统预报模式。图为美国国家海洋暨大气总署(NOAA)发布的飓风“李伊”云图。(路透档案照)
GraphCast使用名为图形神经网络(GNN)的机器学习架构,利用过去40多年ECMWF的资料学习;将当前和6小时前全球大气状况数据提供给这套模型,就能在1分钟内做出10天的天气预报,而且仅使用一台第四代Google TPU 云端主机。
相较之下,欧洲中期天气预报中心和各国国家气象中心,使用的传统预测方式“数值天气预测”,使用超级电脑处理以大气物理为基础的方程式,需要数小时处理且极度耗能。尚特里说,“一旦训练好,GraphCast运作的成本非常便宜”,“就耗能而言或许便宜了1000倍,这是很惊人的提升”。
这份报告第一作者、DeepMind 研究科学家雷米.梁(Rémi Lam,译音)举例,9月北大西洋的飓风“李伊”,“GraphCast能够在9天前就正确预测李伊会在(加拿大)诺瓦斯科细亚省(Nova Scotia)登陆,相较之下,传统预测方式只能在6天前”,“这让人们多了3天准备时间”。不过,AI预报模型在预测侵袭墨西哥的飓风“欧蒂斯(Hurricane Otis)”威力骤增,表现就不比传统模型好。
DeepMind团队也指出,这套模型不应该被视为取代传统预报模型,而是证明以AI为基础的天气预报系统“具备改善当前最佳预测方式和与其互补的潜力”。