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揭秘天气预报背后的黑科技:从“算命先生”到“AI气象员”

  

揭秘天气预报背后的黑科技:从“算命先生”到“AI气象员”(图1)

  (a)基于视觉变换器的3DEST架构,通过调整移位窗口机制和应用位置偏差来优化性能;(b)层次时间聚合方法,使用贪婪算法进行预测,并针对不同的提前时间设计不同的预测模型。其中表示输入的初始天气状态,表示在南宫28时间24小时处预测的天气状态,表示在48小时处预测的天气状态,其余同理。这表明模型通过输入初始的天气数据,输出在不同时间点的预测天气状态。表示基础通道宽度,通道宽度可以理解为数据在嵌入空间中表示特征的维度数量。在深度学习等领域,数据通常会被表示为多通道的形式,每个通道可以看作数据在某个特定特征方向上的表示。在本项工作中

  被设置为192,这意味着嵌入后的数据在特征维度上有192个通道,用于捕捉和表示数据的多种特征信息。

  气象大模型还有多尺度建模能力。大模型不仅能够准确地把握大范围的天气系统,比如气候变化和大型风暴的演变,还能对局部天气现象,如城市中的微气候、短时暴雨等进行精确的预测。换句话说,它能够处理不同尺度的天气变化,从全球到局部都能给出可靠的预报。

  除了要学习数据中的规律,气象大模型还要遵守基本的物理定律。这就像是在教育那个“数字小朋友”时,不仅要让他记住很多例子,还要让他明白一些永远不能违背的规则,比如能量守恒定律等。这样的设计确保了气象大模型的预测既符合历史规律,又不会违背自然法则。

  华为盘古气象大模型入选2023中国十大科学进展,该成果发表在国际顶级学术期刊《自然》()。该模型是首个精度超过传统数值预报方法的AI模型,相比传统数值预报提速10000倍以上。华为云盘古气象大模型已正式上线欧洲中期天气预报中心和香港天文台地球官网,华为云还携手深圳市气象局、泰国国家气象局等打造高精度区域气象预报大模型。如与泰国气象局合作,将台风路径预测时间从5小时缩短至10秒,显著提升了应对极端天气的能力。华为盘古气象大模型凭借其高精度、高速度、高分辨率和强大的极端天气预测能力,为全球气象预报领域带来了革命性的突破,展现了AI在气象科学中的巨大潜力。

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  今年最强高温过程正在影响我国。许多网友表示,在户外感觉气温远不止预报中的38℃、39℃,甚至有“烤化了”的感觉。近日,一位网友在安徽省蚌埠市街头用温度计测得的温度超过50℃,而天气预报显示当日最高温度为39℃

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