注意啦!“人工智能天气预报员”已上线

2018年03月22日 21:43:46 | 来源:荔枝网

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  荔枝新闻讯 (记者/王晟) 2018年3月15日,包括南京在内的华东多座城市遭遇了雷暴大风和局部强降雨。在天气最恶劣时段来临前,南京气象部门官微发布的预警,准确标明了即将遭受侵袭的区域。

  这其中既有气象部门工作人员的努力尽职,也有人工智能预报系统的一份功劳。

  3月23日是世界气象日,今年的主题是“智慧气象”,在南京信息工程大学的科技创新产业基地,荔枝新闻记者,见识了已经在南京等全国多地气象部门“实习”的“AlphaWind”(阿尔法风),它将更为准确地预测雷暴大风等灾害性天气。

   AI天气预报员  “神机妙算”坏天气  

  3月15日,冷空气裹挟八级大风南下,“雷公电母”在南京等城市闹腾了一晚上。特别是南部的溧水,19-20时之间1小时降雨量达66.3毫米,为罕见的强度极大的短时强降水过程,(通常24小时降水量达到50毫米即为暴雨)

  这哪里是下雨,分明是“灌水”嘛!

  当天傍晚,在南京市气象部门试运行的“阿尔法风”系统,已经测算到可能造成雷暴大风的局部区域,向气象预报员们发出了告警。

  结合各种渠道的数据分析,包括“阿尔法风”的测算,当晚18点58分,@南京气象官方微博,提醒了市民,溧水等地可能出现局部强对流天气。

(图中闪光的红点,就是“阿尔法风”标出发生雷暴大风等强对流天气的区域。)

(当天傍晚@南京气象在微博上的预警)

  “阿尔法风”的神算范围,可不仅仅是一座城市。就在3月15日当天早些时候,华东地区,特别是江苏上游的安徽省境内,出现的一系列局部雷暴大风,也被它迅速捕捉,一一标出。

(阿尔法用紫色标出识别的局部雷雨大风)

  “AlphaWind”(阿尔法风),其实是研发团队给它的昵称,人家真正的大名可是严谨的学术范儿——“基于机器学习的雷暴大风识别”系统。

  如果非要跟大名鼎鼎的“Alpha Go”(阿尔法狗)论论“血缘关系”,那就是两者都是AI人工智能的产物。

  术业专攻,“阿尔法风”,目前主要针对的是,在气象预报领域里的世界级难题——短时强对流天气。说白了,就是近几年来让无数城市头疼的短时大风、强降雨、强雷暴等灾害性天气。

   人工智能成为预报员的“军师” 

  “阿尔法风”的研究团队,南京信息工程大学信大气象科学技术研究院,跟“天界”的关系非同一般——他们依托南信大全国一流的气象学科和庞大的气象专业团队,力图用科研成果的技术转化,专治世界气象预报领域里的老大难问题。

  研发团队成员邵玲玲研究员,曾在上海中心气象台工作多年,是复杂气象方面的专家,参与承担过2008年北京奥运会青岛赛区和2010年上海世博会的气象保障。她说,资格再老,经验再丰富的预报员们,遇到雷暴大风等强对流天气也要发憷!

  这些灾害性天气,产生的原因和影响的要素复杂多变,发生的区域很小,来得快去得快,行踪飘忽,难以捉摸。以往,气象预报员们只能通过卫星和雷达的气象云图,得到比较大范围的数据,很难对这些“小游击队”精确预测。即便做了判定,往往来不及预报,时效性很差。

(短时强降雨等强对流天气,是所有城市的噩梦 )

  “阿尔法风”作为人工智能系统,最大优势就是可以“深度学习”。只要“投喂”历年海量的天气数据记录,“教”给它各种算法模型,不断纠偏,“阿尔法风”可以日进千里,越学越快,能越来越准确迅速地对暴雨、龙卷风、冰雹等极端天气加以识别。

  研发团队成员钱代丽博士介绍,“阿尔法风”2017年年末在南京市气象台试运行,与雷达云图、卫星云图等各种数据实时联通,瞬间就能对雷暴大风等天气作出反应。预测精度目前已经达到1公里左右。

  也就是说,将来“阿尔法风”可以精确地预警:哪几个街道有大风大雨!

  不过,目前这套人工智能预报系统,还只是向气象预报员们提供参考意见,仍然需要人工决定最后的预报发布。

   “阿尔法风” 将为高铁等大国工程保驾 

  研发团队带头人,南信大教授、博士生导师苗春生介绍,目前,“阿尔法风”已经在江苏、山东、福建、海南等全国多地气象部门“实习”,负责预测雷暴大风等短时强对流天气,保障城市运行,为百姓生活提供预警信息。

  另一方面,在高铁、海洋工程等大型项目上,“阿尔法风”等智慧气象系统,也将发挥出巨大的保障作用。

  苗春生透露,中国高铁总公司目前和研究院合作预研究的一个项目,将提前并精确地预测铁路沿线风力及风向。

  通常,在不同的风力条件下,特别是侧风很大的时候,高铁会调整运行速度,确保安全。如果遭遇10级以上大风,列车可能就要暂停运行。

  如果能做到每隔10秒,按照一定间隔,准确预报列车沿线的风速和风向,将对高铁的高效安全运行,提供巨大的保障。

  “这在以往的气象预报中,几乎不可能做到!”苗春生说,但是通过机器学习当地近几年详细气象数据,“阿尔法风”在内部测试中已经成功进行了预测,准确率已经高达87%,接下来将开始测试运行,为中国不断延伸的高铁网络,贡献自己神奇的力量。

  不仅如此,在不久的将来,无论预测高速公路的致命团雾,还是为民航飞机预警恶劣天气,或是为沿海风电建设、开发海洋的工程提供保障,“功于心计”的“阿尔法风”,都有能力做一个人工智能的“气象哨兵”。

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