2022世界人工智能大会 | 高温预报误差可降低1℃ 人工智能助力更准确“看破天机” 本文转自：新民晚报图说：针

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图说：针对高影响灾害性天气过程，气象专家改进人工智能预报模型采访对象供图下同
一场突然发生在几百米范围内的冰雹天气，一个正在步步逼近的台风可能会带来的狂风暴雨……在上海，人工智能正在助力天气预报，协助专家更精准地“看破”这些以往难以捉摸的“天机” 。
AI修订降低气温预报误差
【2022世界人工智能大会 | 高温预报误差可降低1℃ 人工智能助力更准确“看破天机”】这几年，上海气象部门的AI一直在不断“学习”以往积累的温压湿风等数据，并向不同分辨率的卫星、地面雷达、地面高空观测及社会性观测资料“讨教” 。如今，对于高温、台风、暴雨等极端天气已经拥有了一定的实时识别和定位。上海中心气象台技术开发科科长储海说：“AI技术在海量数据处理和目标图像识别方面具有先天优势，它能‘协助’预报员修订以往只能凭经验调整的数值预报结论，让预报员更精准地识别灾害天气。”
今年夏天，上海遭遇了百年难遇的高温热浪袭击。“今天多少℃？”成为天气预报中人们最热议的内容。“自动监测提醒-实况订正、1小时分辨率降水、温度预报等多个人工智能产品，已经能精准掌握气温的上下波动。”储海说，对于气温这样相对基础的预报而言，目前上海智能预报已能将预报网格分辨率精细到1公里，并最快能实现每10分钟更新一次。“在今年的极端酷热天气中， AI针对气温预报的修订表现得尤为突出，比如，针对未来6小时左右的气温预报修订，可以将预报误差从原来的2℃降低到现在的1℃ 。”
据了解，在AI助力下，上海已经基本建立了0-10天2.5公里的分辨率智能网格预报业务，逐步形成了由实时观测资料分析、短临智能外推预报、短期数值预报智能订正和中期多方法集合预报所支撑的0-10天无缝隙精细化分析预报产品“一张网” 。
三维外推算法“捕捉”冰雹
每到夏季，强降水、台风、冰雹都是申城最常见的灾害性天气。强对流天气的预报，通常都就有雷达回报的推算。传统的雷达回波推算只能提供未来一小时的预判，但是2017年以来， AI加入了上海气象部门的“预报团队” ，计算机模型对长时记忆有了更大容量，能使雷达回波推算时长延长至2小时，让预报员在暴雨等强对流天气面前更加胸有成竹。“学习了双偏振多普勒雷达观测所刻画的强对流天气历史演变特征后， AI不仅可以给出降雨强度，还能快速、准确地‘画’出降雨集中区域。”储海说。

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图说：2021年7月27日8时到28日8时台风“烟花”带来的降水预报和实测比对（a为观测， b为数值预报， c为人工智能预报）
但是，冰雹、龙卷风这样超小尺度的天气，对人工智能也是难点。“通常，冰雹、龙卷风会突然出现在1公里以内的区域，甚至在过去，这样的天气往往是‘凑巧’被人工观测发现才会被记录下来。它们的相关气象资料很少，可供机器学习的数据更少。受限于这样的学习，人工智能对它的精准掌握就有了很大的局限性。”但是，储海说，人类仍在尝试“敦促”着人工智能“加强学习” ，给出更精准的灾害天气预报。今年针对高影响灾害性天气过程，上海气象部门又改进了人工智能预报模型，比如，基于星型网络结构对短时雷达深度学习外推算法进行改进，并基于三维雷达资料进行外推预测。“针对冰雹这样的天气，人工智能分析预测出来的三维立体的雷达回波，能更有效地帮助预报员判断未来灾害性天气的落区。”