應用氣象學

課題背景：AI 可以提高天氣預報的準確性，優化氣象服務，并增強對極端天氣的預警能力，幫助人們提升應對天氣狀況的能力。

在探測中心，小能能可以提供雷達掃描的云層圖片，協助氣象預報員識別危險的冰雹云、雷暴云等。

在衛星中心，小能能可以迅速發現衛星照片里的秘密，比如海上出現旋渦云，說明臺風要來了。小能能還能把衛星拍攝的許多照片變成動態小電影，展示暴雨、臺風等天氣現象的移動路徑，這可比手動畫圖迅速和直觀得多！

課題任務：酷龍農場需要獲得未來一個月內盡可能準確的天氣預報，以此來決定什么時候播種、澆水和施肥，讓作物生長得更好。

接到這個課題后，小酷龍立馬聯系氣象局，獲得了寶貴的實習機會。沒想到，小能能在氣象領域也有用武之地。

在信息中心，小能能第一時間將各個氣象觀測站的氣象數據匯集，供各個業務單位調取，再由氣象臺把天氣預報傳遞給各類有需求的人——給務農人員看降雨概率，給飛行員看飛行條件，給出門旅游的人看目的地天氣……就像把圖書分門別類地送到需要的人手里。

在數值中心，小能能幫助計算機更快地解出方程，提前 3 天就算出了臺風“卡努”會突然拐彎。即使預測 1 個月后的天氣也難不倒他，小能能可以同時計算上百種可能，然后給出預報。厲害吧！

但小能能目前還停留在理論階段，氣象局工作人員建議小酷龍和小能能先跟著重慶天氣預測“小超人”——“天資·12h”人工智能氣象預報大模型了解如何開展實際工作。

“天資·12h”專門預測未來 12 小時的暴雨、冰雹、大風天氣，保護人們的安全。

它能用雷達給云層拍“3D照片”（三維回波拼圖），看清哪里藏著下暴雨的云。

同時，它像偵探一樣，采用深度學習技術研究過去上千場暴雨的移動路線，猜測可能下暴雨的云下一步會往哪兒飄。

當江北區出現可能降冰雹的云時，它會立刻發出警報：“注意！ 20分鐘后江北區可能會下冰雹！”

更厲害的是，它能精確地預測每平方千米范圍內的天氣。比如，它可以告訴你：“下午 3 點左右，南山山頂會下雨”。

與此同時，它還和水利、自然資源規劃、林業等部門開展聯合大作戰，一起預測山洪、地質災害、森林火災等氣象風險。

它能告訴重慶市防汛抗旱指揮部“長江某段水位可能超警戒”，提醒森林防火指揮員“連續高溫干燥天氣，某山林火險風險等級升高”，還能給山區居民發短信：“您家附近已出現大暴雨，地質災害氣象風險等級很高，請盡快撤離！”

“天資·12h” 像給城市安裝了一個“天氣防護罩”，讓氣象防災預警更高效、更智能。

深入了解實際工作后，小酷龍猛然發覺不對勁：此次的課題任務是為酷龍農場預測未來一個月內的天氣，而“天資·12h”只能預測未來 12 小時內的天氣呀！這可怎么辦？

小能能立馬安慰道：“別擔心，我們還有中國氣象局的‘三兄弟’助陣呢！”

風雷

（人工智能臨近預報系統）預測未來 3 小時內的天氣變化，比如突然的暴雨、冰雹、雷暴、大風，并快速發出警報。

工作流程收集情報：每分每秒監測雷達、衛星和地面氣象站的數據，看云團怎么動、哪里在下雨。

快速計算：用超級聰明的“大腦”

一邊記住科學知識（比如雨是怎么形成的），一邊學習過去的天氣規律。

發警報：3 分鐘內就能算出未來 3 小時內每 6 分鐘的天氣變化，告訴人們：“注意！ 10 分鐘后某地要下暴雨啦！”

風清

（人工智能全球中短期預報系統）預測未來 10 天內的全球天氣，比如下周會不會降溫、臺風會不會來等，繪制出覆蓋全球的天氣大地圖。

工作流程了解全球天氣：每天監測衛星拍攝的全球云圖，收集海洋溫度數據，記住過去幾十年各種天氣的變化（比如臺風怎么轉圈圈）。

總結公式：把天氣變化的物理規律（比如冷空氣遇到熱空氣會下雨）寫成公式，并牢牢記住。

畫出天氣預報：用超級計算機畫出未來 10 天內全球的天氣變化圖。

風順

（人工智能全球次季節—季節預測系統）預測未來 15 ～ 60 天的氣候，比如，一個月后會特別熱嗎？厄爾尼諾現象（赤道太平洋東部和中部海域海水異常變暖）會發生嗎？

工作流程收集情報：研究全球大海和天空的變化，監測海洋溫度、洋流變化等，因為這些因素會影響幾個月后的天氣。

模擬和運算：模擬多種可能，同時計算出不同的“天氣劇本”（有的預測干旱，有的預測洪澇等）。

給出天氣預報：結合多次模擬結果和不確定性分析，計算出不同天氣事件的可能性，比如“下個月長江流域降水增加的概率是 70%”。

風雷管“現在”，風清看“下周”，風順測“下月”。

“三兄弟”手拉手，天氣預報不用愁！

以前，氣象局的預報員從災害天氣還沒到達開始，連續幾個小時盯著雷達圖，眼睛酸澀到流淚，仍然堅持手動分析雷達回波移動路線，推算災害性天氣到達的時間。

擔心遺漏重要信息，還要及時打電話通知各部門做好防災應急準備，大家不敢打盹、喝水、上廁所。

現在有了 AI 協助，任何時間 AI都能自動發出精準的警報。

因 此， 工 作 人 員還能淡定地喝口水，檢查一下數據，或趁間隙瞇眼休息幾分鐘。

確認災害性天氣的到達時間和影響后，一鍵發布功能瞬間就能讓預警信息“飛”入各部門的值班電腦和可能受災害天氣影響區域的人們的手機中。

氣象局還收到了村民反饋：“昨天收到你們發的冰雹預警后，我給我家園子里的脆李提前蓋了防護網，沒造成任何損失！以前總要等冰雹砸到屋頂才知道……”

當然，天氣預報畢竟是預報，而不是直播，難免有“失靈”的時候。

如果 AI 預測明天全市晴天，結果第二天卻打雷下雨，氣象局工作人員就會立即進行排查，看是不是數值預報模式“開小差”了。畢竟 AI 也是一個剛出生不久的“寶寶”，需要時間成長。

經過多輪課題演練，小酷龍認識到他和小能能各有所長，只要他們互相取長補短、攜手并進，就能把事情做得更好。