人工智能彻底改变天气预报：更准确地预测极端天气！

人工智能彻底改变天气预报：更准确地预测极端天气！

今年德国的冬天展现出反复无常的一面：雪、冰、雨和阳光快速交替。这种多变的情况常常会导致对天气应用程序及其预测的批评。但德国气象局预报和咨询中心负责人弗兰兹·莫莱强调，预报的准确率相当高。其基础是对来自闪电数据、卫星和降水雷达的大量数据进行分析。每五分钟就会以令人印象深刻的速度对大气进行三维扫描，从而实现精确的短期预测。

临近预报技术使得实时监测雷暴成为可能，正如德国气象局的预警天气应用程序中所示。对于小规模或短暂的现象（例如黑冰或自发雷暴），预测仍然特别具有挑战性。这里需要高分辨率模型，但由于可用的计算能力而经常失败。事实上，气候变化导致的极端事件增多已经变得越来越明显，这意味着德国创纪录的气温未来可能会达到 45 度。

人工智能在天气系统中的应用

人工智能（AI）是改善天气预报的希望之一。其运行速度比传统数值模型快一万倍。但是，它不需要进程的物理映像。基于物理的模型和人工智能的理想结合应该会显着改善预测。一个显着的进步是欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 的新人工智能天气模型，超出了之前的预测。世界各地的气象服务可以使用这种方法更准确地预测大雨或飓风等极端事件。

该 AI 模型被称为 AIFS（人工智能预测系统），其结果平均准确率提高了 20%。在某些情况下，改进甚至可以达到 40%。有趣的是，该模型将能耗降低了 1,000 倍，计算预测速度加快了十倍。未来，气象服务将能够使用新数据进行预报和预警，这将使公众受益匪浅。

展望气候研究的未来

Google DeepMind 和 OpenAI 等技术正在开发最新的人工智能模型，可以更准确地预测极端天气事件并检测二氧化碳模式。这些模型不断从新数据集中学习，并可以识别二氧化碳排放量的意外增加。欧洲早期预警系统已成功预测天气灾害，准确率超过 90%。显然，人工智能有潜力从根本上彻底改变气候研究。

然而，为了充分发挥这些新技术的潜力，需要解决一些道德问题。气候数据的获取和人工智能模型的控制必须透明，以避免气候研究中的不平等。制定在气候研究中使用人工智能的明确规则被认为是紧迫的，特别是因为这些模型也可能影响政治决策。

天气预报和气候研究方面的进展似乎很有希望，但挑战在于以必要的责任感使用这些技术并将所有社会群体纳入其中。还必须特别注意决策的可追溯性和数据失真，以确保应用的公平和准确。