人工智能技術在數值天氣預報中的應用

作者：孫健,曹卓,李恒,錢思萌,王昕,閆力敏,薛巍

摘要：當前,人工智能迎來第3次發展浪潮并在多個領域大數據分析中取得巨大成功,這為人工智能技術與數值天氣預報結合提供了契機。已有大量研究嘗試將人工智能技術用于數值天氣預報的初值生成、預報和產品應用過程中,涉及觀測資料預處理、資料同化、模式積分、后處理以及高性能計算,通過誤差估計、參數估計和局部代理等手段使預報結果,得到改進且計算速度大幅提升,展示出良好的應用前景,一些神經網絡模型也表現出純數據驅動預報的可能性,在短時強對流天氣、降水以及氣候預測中已有較為理想的應用實例。然而,人工智能技術在數值天氣預報中的應用與發展仍面臨一些挑戰,主要包括深度學習的弱解釋性、不確定性分析以及兩者的耦合等,除了應對這些挑戰,未來兩者的深度結合還需要在理論指導下的人工智能模型設計、高時空分辨率人工智能預報模型設計以及使用更多新型人工智能技術等方面深入探索。

發文機構：國家氣象中心 清華大學計算機科學與技術系 國家超級計算無錫中心 清華大學地球系統科學系 地球系統數值模擬教育部重點實驗室

關鍵詞：數值天氣預報人工智能機器學習神經網絡numerical weather predictionartificial intelligencemachine learningneural networks

分類號： TP1[自動化與計算機技術—控制理論與控制工程]