天气预报中的人工智能革命
The AI revolution in weather forecasting)
明日天气,由深度学习呈现
天气预测
无论您生活在地球上的温暖、适中还是寒冷地区,天气都对日常生活和商业活动产生巨大影响。在我所在的德国北部,您可能会想知道是否需要带上雨伞(答案通常是肯定的)。世界各地的农民需要知道何时开始下雨以及降雨的强度。人们根据天气计划他们的日常生活和休闲活动。

数值天气预报
如今,天气预报依赖于描述大气层状态和演变的数值模型。根据来自气象站和卫星的当前和最近的观测数据,在高性能计算系统上求解一组复杂的方程。这些方程描述了大气层随时间的演化,例如,风如何将湿空气运输到较冷的地区,湿度在那里凝结,然后开始下雨。
数值天气预报在过去几十年里得到了发展,并能够提供数天之内的准确预报。然而,制作全球预报需要巨大的计算成本。根据卡尔斯鲁厄理工学院的科学家们的说法,制作全球预报需要30000瓦时的能量,相当于电动汽车行驶200公里所需的能量。天气建模是一项统计工作,需要运行一定数量的具有稍微不同初始条件的不同实现,即所谓的集合,而高计算成本使得形成大规模集合变得困难。
在机构层面上,数值天气预报主要由大型国家组织提供,例如欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家气象局(NOAA的一部分)和德国气象局(DWD)。预报可供智能手机上的天气应用程序等下游业务合作伙伴使用,也可供大众使用。一个比较不同预报模型的好网站是https://www.wxcharts.com。