天气预报进入人工智能时代

“未来三天，西南地区东部、西北地区西部和东南部、江汉等地自西向东将有中到大雨。其中，四川盆地东部、陕西南部、江汉等地局地有暴雨或大暴雨……”

这是中央气象台每天都会发布的《天气公报》，如果你经常关注天气预报，可能对此已经非常熟悉。在天气预报节目中，主持人在屏幕前“指点江山，激扬文字”的背后，依据的就是这份《天气公报》。但你或许不知道的是，自去年开始，《天气公报》就由人工智能来制作。

近年来，国内外人工智能在天气预报领域的应用出现爆发式增长，人工智能预报天气已成为热门话题，甚至有科研团队称研发出新算法，能提前一周预测台风，这或许意味着人工智能在天气预报方面已经开始发力。它的表现如何？会比人类预报得更准确吗？

解决难题预报更精准

在很多人的印象中，过去经常在天气预报里听到“局部地区”。例如局部地区有阵雨、局部地区有暴雪等。现在，天气预报中提到“局部”的次数变少，地点和时间比较精确的预报变多，这是我国大数据计算能力不断提升的结果。

“天气预报是预测科学，不可能100%准确。”中央气象台副台长宗志平说，天气预报的本质是根据已知的气象条件，用超级计算机进行海量数据计算，但计算结果与真实天气状况之间不可避免地存在偏差。把天气预报得更准确，就是一个不断缩小计算结果与真实情况差距的过程，这是现实世界中的难题。

人工智能提供了一种解决难题的新思路。“天气预报本身就是大数据问题，涉及不同时间和空间上的海量数据，这正是人工智能非常好的应用场景。”中国气象局北京城市气象研究所副所长陈敏认为，可以用人工智能算法把超级计算机的预报结果尽可能地、自动地、不用人工干预地修正到与实际观测数据更接近，以达到“天气预报越来越准”的终极目标。

“人工智能这么火，我们不用新技术就落伍了。”中央气象台台风与海洋气象预报中心副主任钱奇峰称，将人工智能应用到天气预报在全球范围内都是热门话题。2018年的世界气象日主题就是“智慧气象”。中国气象局党组书记、局长刘雅鸣指出，要充分应用大数据和人工智能技术，建设全覆盖、智能化的气象预报业务体系，做出更精准的天气预报。

跟人类不存在竞争关系

与人工智能应用爆发式增长而来的是，气象预报员对于自身价值的担忧：人工智能最终会取代预报员吗，人工智能会对气象预报甚至整个气象行业带来颠覆式变革吗，未来预报员的价值何在？

中国气象局国家气象中心高级工程师朱文剑并不否认人工智能的“强悍”，比如美国关于雷暴生命史的实时预测模型，做出的预报结果已经明显优于人的主观经验，调查表明在该项业务上，预报员在面临模棱两可的情况下，更愿意相信人工智能的预报结果。

图 /东方 IC

不过在朱文剑看来，未来预报员与人工智能的关系一定是和谐且融洽的，“尽管在围棋等领域人工智能现在已经可以完胜人类，但目前其仍处于弱人工智能阶段，当它能通过图灵测试后才算进入强人工智能的范畴。”

朱文剑说，现在的人工智能几乎都还局限于仅能够有效完成专业任务的“狭义人工智能”范畴。而天气气候系统是一个耗散的、具有多个不稳定源的高阶非线性系统，其复杂的内部相互作用和随机变化导致天气气候的可变性和复杂性，而且其初值、边界值、输入、输出、物理机制等都不是百分之百确定的。人工智能要处理如此多的变量和不确定性显然面临不小的挑战。

“可以说，在目前的弱人工智能背景下，有多少‘智能’，背后就有多少‘人工’。”朱文剑说。因为人工智能应用包含了大量的数据挖掘分析、模型训练学习、检验反馈等工作，而这些工作目前基本都是由人类指导或训练机器完成的。

朱文剑还打了一个很生动的比方：在弱人工智能背景下，人工智能更像是预报员的婴儿。婴儿从刚出生时大脑一片混沌、不谙世事，到后来慢慢具备爬行、走路、说话等能力，这个过程其实和人工智能的发展是非常相似的。

但当婴儿长大成熟了，即一个人工智能模型被训练好后，就可以让预报员减少很多繁琐的工作，并享受更准确的预报结果。从这个意义上说，未来预报员就是人工智能的“爸爸妈妈”。

完全融入行业仍需时日

虽然人工智能在天气预报方面发挥着重要作用，但在招揽优秀的人工智能人才方面却不怎么讨喜。专家指出，目前人工智能领域存在严重的人才分布不均衡情况。出于行业热度和薪资等原因，优秀的人工智能人才聚集在自动驾驶、计算机视觉等领域，而矿业勘探、天气预报等领域却很难聚集顶尖人才。

“我们需要的人工智能人才不一定需要接受过系统的大气科学教育，也不用特别深入地了解天气的机理，只需了解一些基本天气知识、掌握人工智能工具和算法，能够从数据出发，挖掘规律、深入分析。”陈敏认为，无论是人才厚度还是技术使用深度，人工智能完全融入气象行业仍需时日。

宗志平有着不同的观点。他介绍，气象是十分复杂的系统，受影响的因素很多。比如降雨，即便水汽、湿度条件都得到满足，但大气没有抬升水汽无法凝结，空气中没有“凝结核”，雨滴也不会长大掉落地面。因此，既懂气象知识又有人工智能知识背景的复合型人才，是发展“智慧气象”最理想的人选。

宗志平表示，目前，中国气象局相关团队已经与清华大学等合作开展人工智能技术研发工作，国家级气象部门联合组建了智能预报服务原型系统团队，国家气象中心一批资深预报首席、年轻研发型预报员、IT工程师共同组成了大数据及智能预报团队。随着人工智能技术的不断发展，这支队伍的力量也会不断加强。（据《人民日报》《中国青年报》）