天气预报不可靠?谷歌利用人工智能模型实现“实时”天气预报
天气与人们的日常生活密切相关。准确的天气预报可以通知人们是否应该重新安排周末旅行计划,还可以让即将遭遇台风的人们立即撤离危险地区。然而,做出准确的天气预报是一个巨大的挑战,尤其是每小时都在变化的天气。
本周,谷歌在其官方博客上发布了最新研究,该研究利用谷歌自己训练的人工智能模型,极大地增强了“实时”天气预报的能力。
谷歌称这项工作仍处于早期阶段,尚未商业化,但结果令人满意。在这篇未经同行审查和批准的论文中,谷歌研究人员介绍了他们如何使用人工智能模型提前6小时实现一公里内准确的降雨量预测,只需几分钟。
提前6小时预测降雨量只需几分钟,这比目前的天气预报水平有了很大的提高。谷歌研究人员表示,快速预测具有很大的现实意义,这将有效适应气候变化,特别是在极端天气条件下,快速预测将是一个非常重要的工具。同时,短期预测对于避免某些危机非常重要。正确的应用可以有效避免生命和财产的损失。
那么这个速度是如何产生的呢?研究人员将他们的预测方法与目前两种主流的预测方法进行了比较:光流法(通过观察云运动现象)和模拟法(通过创建物理天气系统模拟)。
这些传统方法面临的问题是计算量巨大,尤其是模拟方法需要计算大量的物理效应。例如,美国联邦机构需要处理来自不同气象站的高达100TB的数据,并花费数小时在昂贵的超级计算机上模拟天气预报。根据6小时的计算,一天最多只能计算3-4次。
相比之下,谷歌的方法不需要复杂的天气建模,而是分析和预测雷达接收到的信息。研究人员利用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)在2017年至2019年间收集的历史雷达数据来训练他们的人工智能模型。
谷歌研究人员表示,他们的方法与使用相同数据的三种现有方法一样好,甚至更好。然而,人工智能模型在预测超过6小时的长期预测时并不那么敏感。
目前,这是机器学习在天气预报中的最佳应用:快速进行短期预报,并向更强大的模型提供长期预报,例如诺阿(NOAA),它可以创建10天的天气预报。
虽然人工智能还没有应用于天气预报领域,但除了谷歌,其他公司也在探索,包括IBM和孟山都。
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