我国的科研团队最近搞出了一套厉害的东西,全球首套能提前四小时精准预警强对流天气的智能系统。这个系统是由香港科技大学沿海城市气候韧性全国重点实验室牵头的,还有中国气象局热带海洋气象研究所、国家卫星气象中心和哈尔滨工业大学(深圳)一起合作研发的。他们把人工智能技术和气象观测深度融合,让系统能更好地捕捉对流云系的发展规律。 这个系统是基于卫星数据的深度扩散模型搭建的,用了生成式人工智能算法来训练。通过风云四号卫星从2018年到2021年的红外亮温数据,系统能精准捕捉到强对流天气的时空演变。经过2022年到2023年春夏的验证,这个系统能在强对流天气发生前四小时发出预警,准确率比以前提高了15%。 这个系统有几个亮点。第一,它可以提供高频次更新的预报产品,每15分钟更新一次,覆盖范围达到了2000万平方公里,包括我国、朝鲜半岛和东南亚这些地方。第二,在4公里到48公里的空间尺度下都表现稳定,特别是在关键的2到4小时预警时段,准确率提升了3%到16%,平均提升8.26%。第三,这个系统利用我国自主研制的风云系列气象卫星来监测数据,避免了地面雷达受到地形遮挡和探测滞后的问题。 香港科技大学沿海城市气候韧性全国重点实验室主任吴宏伟教授说,这个成果是他们实验室的重要科研产出之一。论文第一作者代快博士也说,这个系统大幅提升了预报时效,降低了计算成本。 业内专家认为,这项技术能增强国家级气象预报体系的精细化水平,给应急管理、交通运输、农业生产和公众防灾提供更多的决策时间。特别是对于气象监测基础设施薄弱的地区来说,这个技术解决方案高效又低成本。 从“监测预警”到“提前洞察”,这个智能预警系统的成功研发是我国发挥新型举国体制优势、推动气象科技自立自强的实践。它为应对全球气候变化挑战提供了中国智慧和中国方案。随着这个成果进一步应用推广,我国气象防灾减灾的“前哨”将变得更敏锐可靠。 强对流天气就像夏天突然下起的大暴雨一样,往往发展迅速、破坏力强。传统数值天气预报模式受限于计算能力和观测数据等因素,预警时间通常只有20分钟到2小时。香港地区去年夏季就经历了八天内四次发布黑色暴雨警告的情况,东南亚多国也经常遭受暴雨洪涝袭击造成重大损失。 我国科研团队立足国家防灾减灾需求,创新地把人工智能技术应用到气象预报中。香港科技大学苏慧教授介绍说,他们构建了一个基于卫星数据的深度扩散模型来解决这个问题。通过深度学习风云四号卫星2018年到2021年的红外亮温数据训练模型,让系统能更准确地捕捉对流云系发生和发展的时空演变规律。 经过2022年到2023年春夏独立样本验证后发现,这个系统可以在强对流天气发生前四小时发出预警。在48平方公里空间分辨率下,其预报准确率比现有主流方法提升超过15%。 这个技术实现了多项核心突破:高频次更新能力、覆盖范围广、空间尺度稳定、准确率高以及利用我国自主卫星监测数据等方面都表现出色。 香港科技大学吴宏伟教授指出,这个成果紧密结合了实验室提升沿海城市气候适应能力的核心使命。代快博士也提到这个系统通过数据驱动方式降低了传统数值模拟的高计算成本。 业内专家评价说这个技术将显著增强国家级气象预报体系精细化水平。对于应急管理、交通运输、农业生产及公众防灾来说都是一个好消息。特别是在气象监测基础设施薄弱地区提供了高效低成本解决方案。 随着这个成果进一步业务化转化与应用推广后,我国在全球气候变化面前会变得更加强大和可靠。这个智能预警系统是我国在气象防灾减灾领域取得引领性进展的标志之一。