天氣預報進入人工智能時代

“未來三天，西南地區東部、西北地區西部和東南部、江漢等地自西向東將有中到大雨。其中，四川盆地東部、陜西南部、江漢等地局地有暴雨或大暴雨……”

這是中央氣象臺每天都會發布的《天氣公報》，如果你經常關注天氣預報，可能對此已經非常熟悉。在天氣預報節目中，主持人在屏幕前“指點江山，激揚文字”的背后，依據的就是這份《天氣公報》。但你或許不知道的是，自去年開始，《天氣公報》就由人工智能來制作。

近年來，國內外人工智能在天氣預報領域的應用出現爆發式增長，人工智能預報天氣已成為熱門話題，甚至有科研團隊稱研發出新算法，能提前一周預測臺風，這或許意味著人工智能在天氣預報方面已經開始發力。它的表現如何？會比人類預報得更準確嗎？

解決難題預報更精準

在很多人的印象中，過去經常在天氣預報里聽到“局部地區”。例如局部地區有陣雨、局部地區有暴雪等。現在，天氣預報中提到“局部”的次數變少，地點和時間比較精確的預報變多，這是我國大數據計算能力不斷提升的結果。

“天氣預報是預測科學，不可能100%準確?！敝醒霘庀笈_副臺長宗志平說，天氣預報的本質是根據已知的氣象條件，用超級計算機進行海量數據計算，但計算結果與真實天氣狀況之間不可避免地存在偏差。把天氣預報得更準確，就是一個不斷縮小計算結果與真實情況差距的過程，這是現實世界中的難題。

人工智能提供了一種解決難題的新思路。“天氣預報本身就是大數據問題，涉及不同時間和空間上的海量數據，這正是人工智能非常好的應用場景?！敝袊鴼庀缶直本┏鞘袣庀笱芯克彼L陳敏認為，可以用人工智能算法把超級計算機的預報結果盡可能地、自動地、不用人工干預地修正到與實際觀測數據更接近，以達到“天氣預報越來越準”的終極目標。

“人工智能這么火，我們不用新技術就落伍了?！敝醒霘庀笈_臺風與海洋氣象預報中心副主任錢奇峰稱，將人工智能應用到天氣預報在全球范圍內都是熱門話題。2018年的世界氣象日主題就是“智慧氣象”。中國氣象局黨組書記、局長劉雅鳴指出，要充分應用大數據和人工智能技術，建設全覆蓋、智能化的氣象預報業務體系，做出更精準的天氣預報。

跟人類不存在競爭關系

與人工智能應用爆發式增長而來的是，氣象預報員對于自身價值的擔憂：人工智能最終會取代預報員嗎，人工智能會對氣象預報甚至整個氣象行業帶來顛覆式變革嗎，未來預報員的價值何在？

中國氣象局國家氣象中心高級工程師朱文劍并不否認人工智能的“強悍”，比如美國關于雷暴生命史的實時預測模型，做出的預報結果已經明顯優于人的主觀經驗，調查表明在該項業務上，預報員在面臨模棱兩可的情況下，更愿意相信人工智能的預報結果。

圖 /東方 IC

不過在朱文劍看來，未來預報員與人工智能的關系一定是和諧且融洽的，“盡管在圍棋等領域人工智能現在已經可以完勝人類，但目前其仍處于弱人工智能階段，當它能通過圖靈測試后才算進入強人工智能的范疇。”

朱文劍說，現在的人工智能幾乎都還局限于僅能夠有效完成專業任務的“狹義人工智能”范疇。而天氣氣候系統是一個耗散的、具有多個不穩定源的高階非線性系統，其復雜的內部相互作用和隨機變化導致天氣氣候的可變性和復雜性，而且其初值、邊界值、輸入、輸出、物理機制等都不是百分之百確定的。人工智能要處理如此多的變量和不確定性顯然面臨不小的挑戰。

“可以說，在目前的弱人工智能背景下，有多少‘智能’，背后就有多少‘人工’?！敝煳膭φf。因為人工智能應用包含了大量的數據挖掘分析、模型訓練學習、檢驗反饋等工作，而這些工作目前基本都是由人類指導或訓練機器完成的。

朱文劍還打了一個很生動的比方：在弱人工智能背景下，人工智能更像是預報員的嬰兒。嬰兒從剛出生時大腦一片混沌、不諳世事，到后來慢慢具備爬行、走路、說話等能力，這個過程其實和人工智能的發展是非常相似的。

但當嬰兒長大成熟了，即一個人工智能模型被訓練好后，就可以讓預報員減少很多繁瑣的工作，并享受更準確的預報結果。從這個意義上說，未來預報員就是人工智能的“爸爸媽媽”。

完全融入行業仍需時日

雖然人工智能在天氣預報方面發揮著重要作用，但在招攬優秀的人工智能人才方面卻不怎么討喜。專家指出，目前人工智能領域存在嚴重的人才分布不均衡情況。出于行業熱度和薪資等原因，優秀的人工智能人才聚集在自動駕駛、計算機視覺等領域，而礦業勘探、天氣預報等領域卻很難聚集頂尖人才。

“我們需要的人工智能人才不一定需要接受過系統的大氣科學教育，也不用特別深入地了解天氣的機理，只需了解一些基本天氣知識、掌握人工智能工具和算法，能夠從數據出發，挖掘規律、深入分析。”陳敏認為，無論是人才厚度還是技術使用深度，人工智能完全融入氣象行業仍需時日。

宗志平有著不同的觀點。他介紹，氣象是十分復雜的系統，受影響的因素很多。比如降雨，即便水汽、濕度條件都得到滿足，但大氣沒有抬升水汽無法凝結，空氣中沒有“凝結核”，雨滴也不會長大掉落地面。因此，既懂氣象知識又有人工智能知識背景的復合型人才，是發展“智慧氣象”最理想的人選。

宗志平表示，目前，中國氣象局相關團隊已經與清華大學等合作開展人工智能技術研發工作，國家級氣象部門聯合組建了智能預報服務原型系統團隊，國家氣象中心一批資深預報首席、年輕研發型預報員、IT工程師共同組成了大數據及智能預報團隊。隨著人工智能技術的不斷發展，這支隊伍的力量也會不斷加強。（據《人民日報》《中國青年報》）