图片来源：Thomas Levinson/The Daily Beast/Getty
讲一个老梗：天气预报员是唯一一个可以有一半时间都出错但仍然能够保住饭碗的工作。自从出了这个梗，气象学已经有了很大进步，但也从侧面反映出一个非常真实的情况：天气预报比上天还难。
气象学家需要跟踪考虑温度、湿度、气压等多种不同的变量。这些变量在不同的地方会出现非常大的差异，即使这些地方之间的距离只有几英里。所以说预测天气就像试图击中一个正在移动的目标，而这个目标的形状、大小和稳定性也在同时发生变化。
目前，预测天气的最好和最常用的方法之一是数值天气预报。这是一种利用方程模拟大气条件的物理和流体力学的方法，也是一种非常耗费能源和资源的预测方法，需要借助强大的计算机进行建模。
尽管在气象学领域，超级计算机已经取得了长足的进展，但建模还是要花上几天的功夫，这主要取决于距离远近。预测的精确度随着距离的增加而降低。在飓风或龙卷风等自然灾害发生之前，这是一个巨大的问题。
这就是为什么科学家开始求助于AI。7月5日发表于Nature的两篇论文提出了两种新方法，可以提前六天做出高精度天气预报。"AI为数值天气预报提供了新机遇，"中国华为云EI盘古团队高级研究员谢凌曦表示，“AI不会取代传统方法，而是会与传统方法结合，形成一个混合预报系统。”谢凌曦是其中一篇论文的合著者。“我们鼓励气象学家多尝试AI，利用各种新机遇，共同提高人类的天气预报能力。”谢凌曦补充说道。
第一篇论文介绍了华为的人工智能模型“盘古天气”，该模型可以提前一周预测全球天气。研究人员用39年来积累的全球气象资料训练“盘古天气”，让该模型成为历史观测数据与预测数据的集合。
“盘古天气”是第一个在再分析天气数据中超越了传统天气预测方法精确度的AI方法，甚至能够追踪热带气旋的路径，尽管他从未接受过此类数据的训练。这被称为“突发行为”，即一项技术或系统执行了一种并非有意编入程序的动作。“突发行为”看似可怕，但实际上是由于底层模型能够根据其在物理学和流体力学方面的训练做出的普遍预测。此外，“盘古天气”的速度比传统方法快1万倍，可以将时间从几小时或几天缩短到几秒钟。
第二篇论文介绍了一种名为NowcastNet的AI模型，他可以提前6小时进行短期预测，为气象观测提供更为精确和详尽的信息。62位气象专家对该模型进行综合评估，在与其他天气预测方法的对比分析中，该模型在70%的情况下排名第一。论文作者表示，NowcastNet非常擅长预报雨量，特别是极端降水事件。因此NowcastNet在山洪预警方面可以发挥巨大作用。
AI模型的确会让人们产生“机器人正在抢我们的饭碗”这种想法，但实际上，NowcastNet和“盘古天气”这样的模型更像是气象学家可以利用的辅助工具，而不是彻底取代他们的角色。
上述两个模型均存在一些局限性。例如，“盘古天气”是基于再分析数据进行训练的，但大多数天气预测系统都在观测数据（温度、湿度等可以立即观测到的数据）的基础上开展工作的。这意味着使用AI模型预测天气的应用前景可能非常有限。NickelBlock Forecasting的气象学家Nick LiljaLilja说：”目前的主要问题是，当采用观测数据而不是再分析数据时，他们的准确性会如何。“
另外，“盘古天气”也没有考虑到降水等变量，这极大地限制了其准确预测龙卷风等极端天气事件的能力。
“我希望看到越来越多的研究成果能确保他们在所有情况下的精确度，而不仅仅是单篇论文中展示的几种特例，”Lilja说，“但这已经是一个‘梦幻般的开始’。”
这也表明AI并不可怕，他们有很多用途，与自动驾驶战斗机、智能聊天工具或导致物种灭绝的机器人无关，他们可以帮助人类在不久的将来避免一场致命的飓风。
原文以“AI could help to forecast extreme weather”为标题发于nature briefing。
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