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中新网北京7月29日电 (记者 孙自法)每到台风季,台风登陆及其影响路径预报的准确性,不仅关乎个人出行、渔船出海、学校上课,更直接关系到国家层面的防灾部署和应急响应,因此备受关注。
科学判断台风路径多种可能走向
记者7月29日从中国科学院大气物理研究所获悉,该所段晚锁研究员团队与复旦大学李昊研究员团队深度合作,以中国自主研发的人工智能(AI)气象大模型“伏羲”(FuXi)为核心,创造性引入具备物理机制的正交条件非线性最优扰动(O-CNOPs)方法,联合研制FuXi-CNOPs集合预报系统,其通过生成具有物理可解释性的初始扰动,实现对台风路径多种可能走向的科学判断。

大量台风个案的预报试验结果显示,该系统预报能力明显优于目前国际主流的业务集合预报系统,从而为发展“可解释、可信赖”的AI气象预报提供了新的技术路径。
这项台风预报领域重要研发成果论文,近日在最新一期专业学术期刊《大气科学进展》(AAS)以封面文章形式发表。
研究团队介绍说,台风天生受制于大气系统的混沌特性——初始状态一丝微小的扰动,就足以让它偏离“预定”的路线。因此,预报员要回答的不只是“台风最可能往哪走”,更要判断“它还有可能往哪里偏”。这正是台风路径集合预报需要解决的核心问题。

近年来,AI气象大模型发展迅猛,运行效率远超传统数值模式,但在预报台风这种路径“变幻莫测”的高影响天气时,光有“算得快”的本事还不够,要想真正派上用场,AI还得学会像经验丰富的预报员那样,合理评估各种初始条件的微小差异,最终给出一组“都有可能”的、令人信服的台风路径展望。
最终实现台风路径预报精度提升
本项研究选取62个台风个例,开展了91次集合预报对比试验。结果显示,与包含51个集合成员的国际主流业务集合预报系统相比,使用31个集合成员的FuXi-CNOPs在短时效24小时内预报技巧相当,但在24小时至120小时的预报中,优势逐渐显现并持续扩大,路径误差最大降幅占比达32.33%。
同时,FuXi-CNOPs能更稳定刻画台风的移动速度与方向,且更可靠量化台风路径的预报不确定性,其不确定性量化准确度最大提升可达29.2%。
FuXi-CNOPs还以精准的敏感区定位特性,能更合理刻画台风大尺度引导气流的不确定性,最终实现台风路径预报精度的提升。因此,FuXi-CNOPs的核心价值不仅体现在台风路径预报技巧的优化上,更为AI驱动的可靠集合预报体系提供了关键的物理可解释性支撑。

FuXi-CNOPs探索出一条AI气象模型的集合预报创新路径,不仅能直接推动台风等灾害性天气的预报技巧提升,更从底层逻辑上强化了AI预报结果的物理可解释性,打破了纯数据驱动模型的“黑箱”局限。相较于当前主流的纯生成式AI集合预报方案,该系统无需额外训练超大规模生成模型,在计算资源消耗、业务落地适用性上更具优势。
段晚锁表示,面向未来,研究团队将在现有进展基础上进一步优化升级,有望进一步提升台风路径预报技巧,甚至强度预报的水平,并逐步将该技术体系拓展至其他高影响天气的集合预报场景。(完)
zhezhong“guyongjunmoshi”dailaidezhijiefuzuoyongshi:xiangmuxuanzefangxiangdeshihenghecuowei。zhanzaikeyandanweijiaodu,qiduizhuyaolingyudefazhanfangxiangheluxianxuanzequefajuedingquan,zishenyemeiyouzugouziyuanbuju。“youshidanweixiangshangdexiangmumeiyoubeipizhun,butaixiangshangdefanerbeipizhunle,ganjiaoxiangmunengfoubeipizhunyouxiangdangdadesuijixing,suoyigancuijiubasuoyouxiangzuode、buxiangzuode,zhejide、buzhejidexiangmudouyikouqibaoshangqu,kannagenengzhong。zhejiushiweishenmejichuyanjiuduonianlaidejingfeishiyongxiaoyidixia,yinweixuantibingbushizuihaode,zhinengchuxiaochengguo,chubulezhenzhengyoujiazhidechengguo。”qianshujichuyanjiusuosuochangshuo。这(zhe)种(zhong)“(“)雇(gu)佣(yong)军(jun)模(mo)式(shi)”(”)带(dai)来(lai)的(de)直(zhi)接(jie)副(fu)作(zuo)用(yong)是(shi):(:)项(xiang)目(mu)选(xuan)择(ze)方(fang)向(xiang)的(de)失(shi)衡(heng)和(he)错(cuo)位(wei)。(。)站(zhan)在(zai)科(ke)研(yan)单(dan)位(wei)角(jiao)度(du),(,)其(qi)对(dui)主(zhu)要(yao)领(ling)域(yu)的(de)发(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)和(he)路(lu)线(xian)选(xuan)择(ze)缺(que)乏(fa)决(jue)定(ding)权(quan),(,)自(zi)身(shen)也(ye)没(mei)有(you)足(zu)够(gou)资(zi)源(yuan)布(bu)局(ju)。(。)“(“)有(you)时(shi)单(dan)位(wei)想(xiang)上(shang)的(de)项(xiang)目(mu)没(mei)有(you)被(bei)批(pi)准(zhun),(,)不(bu)太(tai)想(xiang)上(shang)的(de)反(fan)而(er)被(bei)批(pi)准(zhun)了(le),(,)感(gan)觉(jiao)项(xiang)目(mu)能(neng)否(fou)被(bei)批(pi)准(zhun)有(you)相(xiang)当(dang)大(da)的(de)随(sui)机(ji)性(xing),(,)所(suo)以(yi)干(gan)脆(cui)就(jiu)把(ba)所(suo)有(you)想(xiang)做(zuo)的(de)、(、)不(bu)想(xiang)做(zuo)的(de),(,)着(zhe)急(ji)的(de)、(、)不(bu)着(zhe)急(ji)的(de)项(xiang)目(mu)都(dou)一(yi)口(kou)气(qi)报(bao)上(shang)去(qu),(,)看(kan)哪(na)个(ge)能(neng)中(zhong)。(。)这(zhe)就(jiu)是(shi)为(wei)什(shen)么(me)基(ji)础(chu)研(yan)究(jiu)多(duo)年(nian)来(lai)的(de)经(jing)费(fei)使(shi)用(yong)效(xiao)益(yi)低(di)下(xia),(,)因(yin)为(wei)选(xuan)题(ti)并(bing)不(bu)是(shi)最(zui)好(hao)的(de),(,)只(zhi)能(neng)出(chu)小(xiao)成(cheng)果(guo),(,)出(chu)不(bu)了(le)真(zhen)正(zheng)有(you)价(jia)值(zhi)的(de)成(cheng)果(guo)。(。)”(”)前(qian)述(shu)基(ji)础(chu)研(yan)究(jiu)所(suo)所(suo)长(chang)说(shuo)。(。)
飞行员讲述与外机近距离缠斗细节
建高铁的钱越投越多,通车日期却一延再延。原定2005年开通的台湾高铁,历经两次延期后才于2007年初试运营,结果还纰漏不断、险象环生,饱受各界质疑。


