大公報報道,在全球變暖、自然極端天氣頻發的當下,快速、準確的天氣預測變得十分重要。傳統的數值天氣預報系統(NWP)運算成本高、預測速度慢等問題逐漸顯現,而人工智能(AI)正以驚人的速度和效率融入氣象領域並展示巨大的潛力。例如,谷歌(Google)旗下DeepMind開發的AI模型,預測風暴路徑相當精準,中國天氣預測AI模型「身經百戰」,表現亮眼。不過,AI對數據質量依賴極高,在應對前所未有的極端天氣時,其實際應用可靠性仍待驗證。
傳統方法+4大AI模型 港天文台博採眾長
目前,香港天文台天氣預測時採用的是「博採眾長」模式,除了參考傳統的歐洲中期天氣預報中心電腦模式及其集成預報系統(即「歐中電腦模式」),還有四種人工智能模式,分別是中國的「風烏」「伏羲」和「盤古」,以及歐洲中期天氣預報中心人工智能預報系統(「歐中AIFS模式」)。
天文台的「地球天氣」網頁介紹,人工智能系統初期只能提供有限度的氣象預報,例如風、溫度、濕度等,從去年中開始,人工智能系統開始提供下雨預測。據報道,由上海人工智能實驗室聯合多家機構發布的AI模型「風烏」,在8月的香港遭遇連場黑雨事件時,展現卓越預測能力。
天文台科學主任在《天氣隨筆》文章中透露,「風烏」系統在約一周前已捕捉到東西走向雨帶將覆蓋廣東沿岸地區,其日降雨量預測與實際情況相近。「風烏」預測的雨量最高值與實際情況相近,雖然分布未必完全準確,但已能為較早對強降雨作出預測提供重要基礎。此次「風烏」的預測表現顯示,AI技術在天氣預報領域已取得顯著突破。
香港天文台署理高級科學主任何宇恒上月表示,現階段的案例比較少,預測暴雨仍在初步階段,難以準確預測暴雨的確定時間及位置,未來會繼續驗證人工智能,為預測提供參考基礎。在香港,若能結合AI預測工具與即時數據平台,可提前發布山泥傾瀉、暴雨或海嘯預警,減少人員傷亡與基礎設施損壞,讓「氣候智慧型城市」從構想走向落實。
身經百戰 中國AI模型表現突出
極端天氣頻發,快速準確的天氣預報至關重要。中國氣象局去年啟動「人工智能天氣預報大模型示範計劃」,在科研院所、高校、企業等多個地點廣泛徵集人工智能(AI)天氣預報模型,並進行公開比對,遴選優秀AI模型。中國氣象局在9月9日召開記者會公布評估結果,「伏羲」「璞雲」「風烏」「風清」和「盤古」五大AI天氣預報模型的預報性能相對較好。
中國氣象局辦公室副主任魏東表示,此次示範計劃共14個天氣預報模型獲選參加評估,各示範模型經歷了今年汛期複雜天氣的預報考驗。
數據顯示,自2024年6月中國氣象局發布人工智能氣象預報「風」系列模型「風雷」「風清」「風順」以來,短、中、長期預報預警精準度顯著提升,可在3分鐘內生成未來15天、25公里分辨率的全球氣象預報產品。中國氣象局在10月完成對三個模型的版本升級,屆時將進一步提升模型的性能和應用效果。
部分模型早已「身經百戰」。華為雲的「盤古」和上海人工智能實驗室的「風烏」,早在2023年預報超強颱風「杜蘇芮」時就表現優異,比歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)和美國國家環境預報中心(NCEP)更加準確。上海復旦大學「伏羲」大模型的能力,在2024年預測超強颱風「貝碧嘉」就得到驗證,當多數機構預測颱風將在浙江台州到江蘇啟東一帶沿海登陸時,「伏羲」提前5天鎖定上海浦東為最可能登陸點。
「璞雲」則是由初創企業米塔碳智能科技開發,其運算效率領先於傳統數值天氣,可在1分鐘內完成未來1至10日的全球天氣預報。
預測風暴更精準 谷歌及微軟AI模型
全球範圍內,各大科技公司都在研發和AI天氣預測相關的大模型。美國科技巨頭谷歌(Google)旗下DeepMind今年6月宣布,將向美國氣象預報機構提供新升級的AI預測模型GenCast,專門協助預測颶風。這是美國國家颶風中心(NHC)首次與AI公司合作改善風暴預報。
DeepMind強調,GenCast在預測熱帶氣旋(如颶風和颱風)路徑上準確度高。GenCast可提早15天預報風暴的發展,較傳統模型提前預測3至5天的發展情況要早得多,還能預報強度。谷歌去年12月在《自然》期刊發表的文章提到,與被視為權威的歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)預報相比,新AI模型在97.2%的情況下表現更優。
另外,DeepMind還發布了其AI模型預測網站WeatherLab,其在預測颶風「艾琳」時,預報路徑和強度都比傳統的預測模式和NHC官方預測要準確。NHC前負責人富蘭克林表示,DeepMind的AI模型對颶風「艾琳」前三天的行動路徑預測軌跡最準確,優於NHC和ECMWF的預測。不過富蘭克林也表示,該模型還需要進一步開發改進,公眾尚不能完全相信其預測的結果。
除了谷歌,美國另一科技巨頭微軟的天氣預測AI模型Aurora,在風暴預測方面同樣表現優異。以2023年的颱風「杜蘇芮」為例,Aurora提前四天準確預測了其在菲律賓北部登陸,而當時的官方預測則認為其會在中國台灣地區登陸。從整體預測表現來看,在2022至2023年熱帶氣旋季中,Aurora在預測5天熱帶氣旋路徑方面超越了NHC。不過,領導研發Aurora的美國賓夕法尼亞大學教授佩迪卡里斯表示,AI預測模型在廣泛採用前,仍然需要謹慎校正和人工確認。
(來源:大公報A24:國際 2025/09/25)