江蘇省氣象台與達摩院合作　以AI Earth研究極端大風預報算法

天氣預報不準的煩惱時有所聞，例如降雨量較預期多，颱風天氣局部地區風速不一等。隨著人工智能（AI）對氣象預測的學習及應用越來越深入，短期天氣預報已經做到高頻次、高精細度的預測，並逐步應用到日常生活中。

12月27日，江蘇省氣象台與阿里巴巴達摩院達成合作，通過達摩院AI Earth的技術聯合展開短臨極端大風AI預報算法、三維雷達回波外推等技術的研究，解決極端大風預報準確率不高的難題，進一步為大風災害預警、新能源電力調整提供高效服務。

江蘇省氣象台與阿里巴巴達摩院達成合作，聯合展開短臨極端大風AI預報算法，解決極端大風預報準確率不高的難題，進一步為大風災害預警、新能源電力調整提供高效服務。

與降水、溫度、濕度等氣象不同，大風的形成和影響因素比較複雜，受地形因素、冷暖氣團及氣壓等條件影響，諸如龍捲風之類的強對流天氣，能夠準確捕捉的機率更是微乎其微。

江蘇省東面毗鄰黃海，海岸線長達954公里，風能資源得天獨厚，設有亞洲最大海上風電場，而風能功率預測成為保證電力平衡的關鍵。江蘇省同時擁有連雲港、蘇州、南京及無鍚等主要港口，大風天氣對航海、海上施工等作業影響很大，精準預測大風天氣是防災減災的關鍵。

在江蘇省氣象台與達摩院的合作下，雙方將深入分析雷達回波三維結構並研究中尺度系統定位等氣象機理，達摩院AI Earth團隊會針對大風預報任務研發全新的AI算法，江蘇省氣象台通過氣象數據挖掘不同條件下風速、風向的變化特徵，提供具有專業領域預報經驗和方法，進而改進預報質量。

江蘇省氣象台預報員通過短期AI預測算法監測大風天氣。

江蘇省氣象台台長康志明表示：「極端大風的預報是世界級難題，相信未來AI和傳統數值模式結合可有效提升整體預報能力，成為極端天氣預報的關鍵技術。」

AI Earth可對未來六小時内的天氣情況進行精细範圍内高精度的預測，包括提供一公里網格範圍的高分辨率圖像，每十分鐘更新一次，同時可追蹤降雨量、風速，以及包括雷暴和冰雹等的極端天氣狀況，為農業、物流、運輸和可再生能源等天氣敏感行業帶來實際價值。在2021雲棲大會期間，AI Earth也亮相於參會者眼前。
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阿里巴巴達摩院資深算法專家李昊亦說：「AI在氣象預測上擁有廣闊前景，我們已成功研發短臨降水天氣預報算法，但AI的能力不僅限於此，未來它對風、雲、雨等氣象訊息都能做出更精準的預測。」

突發暴雨前兩小時發佈預警　助深圳對應極端天氣

早在今年6月22日，中國國家氣象中心與達摩院聯合研發的短期氣象AI預報算法，在廣東省多個地區的突發暴雨出現前約兩小時提供警示。

當日清晨5時50分，國家氣象中心的強天氣預報中心通過AI的幫助，預測廣東省多地對流雲團將會持續增強，而預報結果也顯示短時間有較大可能發生突發暴雨情況。早上7時10分，深圳市氣象台發佈暴雨紅色分區預警，而深圳市通知全市中小學生停課。當日的7時多至9時，深圳廣泛區域受到暴雨影響，全市多地出現水浸。

強對流天氣來勢兇猛、變化迅速，及時而準確的短期天氣預報能夠有效指導災害防範工作，在公眾出行、交通、水利等領域都具有重要作用。過去幾十年，基於雷達數據的線性外推方法一直是業界預測短臨強對流天氣的主要途徑，但該方法難以對強對流系統的生成、發展、減弱和消散等過程進行預測，預報效果有限。

達摩院AI Earth團隊則通過AI算法，一方面對大氣的聚合消散過程進行建模，準確高效的提取時空特徵；另一方面設計同化模塊，結合地形數據、雷達、衛星數據等多源觀測數據，可將預報時效延長至3小時。此外，該算法能夠顯著提升預報圖像的清晰度，實現全中國範圍的雷達回波實時預報。

今年6月22日清晨6時，國家氣象中心的強天氣預報中心通過AI幫助，診斷出短期內可能出現強對流天氣。

AI Earth團隊膺CVPR 2021農業遙感影像兩項冠軍

在今年6月中舉行的年度國際視覺領域學術會議CVPR（Conference on Computer Vision and Pattern Recognition）中，阿里巴巴集團的各個視覺算法團隊一共斬獲16項世界冠軍，覆蓋圖像及視頻內容理解、遙感影像分析、視覺問答等場景，多項研究可幫助視障人士感知物理世界、識別農業領域災害等。

其中，達摩院AI Earth團隊採用對抗學習、顏色語義引導、域歸一化和雙表徵網絡等方法，有效解決弱紋理、樣本不平衡、顏色敏感、跨域等難題，並基於遙感航拍影像來識別農業災害，例如農作物生長過程中的干旱、洪澇等農業災害類型，因而包攬CVPR 2021農業遙感影像兩項冠軍。達摩院表示，短期天氣預測的AI算法未來可以應用於精準農業、農業資產盤點、農業災害定損等領域。

截至12月底，達摩院AI Earth相關技術已經應用於中國水利部、國家氣象中心、生態環境部等機構，相關短期天氣預測算法研究成果更已經被國際認可的地理學期刊Remote sensing收錄。

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