在气候变化和极端天气事件日益频繁的今天，准确可靠的气象预报变得至关重要。WindBorne Systems，一家由斯坦福大学学生创立的气候科技公司，正通过其创新的技术，在全球气象预报领域掀起一场革命。本文将详细介绍WindBorne的产品、原理、进展、成就和目标，并探讨其技术相较于传统气象预报手段的优势。
WindBorne Systems成立于2019年，由斯坦福大学学生Andrey Sushko、Joan Creus-Costa、John Dean和Kai Marshland共同创立，他们之前参与了斯坦福学生太空计划（Stanford Student Space Initiative, SSI），在高海拔气球研究方面积累了丰富经验。公司致力于通过收集天气观测数据来改进天气预报，以减轻气候变化带来的影响。
创业团队
产品与技术原理
全球探空气球（Global Sounding Balloon, GSB）
WindBorne的核心产品是全球探空气球（GSB），这些气球能够飞行长达数周，甚至环绕地球飞行，收集从地表到平流层的全方位大气数据。这些气球配备了先进的传感器，能够测量压力、风速和风向、温度和湿度等关键气象参数。
数据即服务（Data as a Service）
WindBorne通过其全球发射场灵活、可持续地收集大气数据，并通过名为WindBorne Live的专有软件以及API提供数据访问服务。这些数据对于改进短期和长期的天气预测模型至关重要。
WindBorne Live界面
基于AI的预测模型（WeatherMesh）
WindBorne开发了一款名为WeatherMesh的深度学习全球中期天气预报模型，该模型以其破纪录的准确度而闻名。WeatherMesh能够处理大量训练数据和实时输入，预测风速、温度、露点、云量、位势高度等多项气象指标。
Weather Mesh作流程
跟几个AI气象大模型的训练需求量对比
不同高度的温度预报与EC以及Graphcast的对比
进展与成就
WindBorne的气球技术已经取得了显著的进展。例如，气球W-273完成了全球环球飞行，成功避开了俄罗斯和乌克兰的领空，并飞越了阿尔卑斯山和喜马拉雅山等地形特征。此外，WindBorne还与美国国家海洋和大气协会（NOAA）等政府机构合作，通过其气球技术收集大气河流数据，为天气预报提供支持。
WindBorne Balloon W-273 全球环球导航路径
飞行轨迹图
目标与愿景
WindBorne的目标是通过提供更准确的天气预报来减轻气候变化的影响。公司计划将气球数量增加100倍，达到10,000个，以实现对地球天气系统的深入了解。此外，WindBorne还致力于通过其技术减少半吉吨的碳排放，为全球气候行动做出贡献。
技术优势
成本效益与数据量
WindBorne的气球技术相较于传统气象气球和飞机携带的下投探空仪，每花费一美元能收集多达150倍的数据量。这使得WindBorne的技术在成本效益上具有显著优势。
跟传统气象探空气球的优缺点对比
全球覆盖与灵活性
WindBorne的气球能够在全球范围内部署，特别是在海洋和偏远地区收集数据，这些区域传统气象站难以覆盖。气球可以自主导航至目标位置，并在飞行过程中进行多次上升和下降，以分析大气层。
环境可持续性
WindBorne的气球设计为可回收和可重复使用，公司致力于在飞行后收集至少80%的气球，以实现最大限度的再利用和回收。此外，WindBorne还与rePurpose Global合作，回收和回收的塑料量是其使用量的两倍。
安全性与合规性
WindBorne的气球符合美国联邦航空管理局（FAA）和国际民用航空组织（ICAO）的空域规定，确保了飞行安全。气球在设计上不构成对飞机或其他空中物体的风险，即使在极不可能的相撞情况下，气球也会在撞击时解体，不会对飞机造成损害。
与传统气象预报手段的对比
数据收集范围
传统气象预报依赖于地面气象站、飞机和卫星等数据来源。然而，这些方法在数据收集范围上存在限制，尤其是在海洋和偏远地区。WindBorne的气球技术能够覆盖这些数据空白区域，提供更全面的大气数据。
数据更新频率
地面气象站通常只能提供有限次数的数据更新，而WindBorne的气球可以持续飞行数周，实时收集大气数据，提供更频繁的数据更新。
预测准确度
WindBorne的WeatherMesh模型在关键预测指标上的准确度比现有的AI模型和其他传统模型高出11%，这表明其在天气预报准确度上具有明显优势。
环境影响
传统气象预报手段，如飞机携带的下投探空仪，可能会对环境造成影响，并且成本较高。WindBorne的气球技术则更加环保和经济，减少了对环境的影响。
WindBorne Systems通过其创新的全球探空气球和基于AI的预测模型，正在改变气象预报的面貌。公司的产品不仅提高了天气预报的准确性，还扩大了数据收集的范围，同时降低了成本和环境影响。随着技术的不断进步和全球部署的扩大，WindBorne有望成为全球气象预报和气候变化应对的关键力量。
