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天氣預報結合人工智慧,Google 推出的 GenCast 以後可以精準預測「15 天」內的天氣! - 洛杉磯週報 - 亞洲版

天氣預報這門技術,可以說是對我們日常生活影響最深遠的一項科學,因為有天氣預報,才讓我們可以在天災來臨之前做好準備,並把傷害降到最低。

雖然近年的預報技術已經越來越精準以及純熟,但想像一下,若未來的天氣預報不僅準確,而且快到像是早晨喝咖啡時的一瞥手機就能掌握那該有多便利!

最近,Google 推出一項結合人工智慧(AI)的天氣預報服務 GenCast,讓天氣預測精準度達到前所未有的高度,甚至還能幾乎無誤差的預測未來 15 天的天氣。

根據發表於 Nature 的研究,GenCast 是由 Google 的 AI 部門 DeepMind 開發的新型天氣預測模型,值得一提的是,GenCast 的準確性被認為比目前全球最頂尖的歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)的 ENS 系統更高。

結合 AI 讓結果更快、更準確

Three different weather scenarios are illustrated: warm conditions, high winds and a cold snap. Each scenario has been predicted with varying degrees of probability.
Photo courtesy of GenCast

一般來說,傳統天氣模型大多是基於單一最佳預測結果的「確定性模型」,而 GenCast 則採用了一種完全不同的方法:生成多重預測組合。也就是說,它會產生超過 50 種可能的天氣路徑,提供從可能性到最終結果的全面視角,讓決策者能更有效應對未來天氣的不確定性。

這種方法讓 GenCast 的預測精準度達到 97.2% 到 99.8%,特別是在時間範圍超過 36 小時的預測中,這項新服務的準確性遠超 ENS 系統。

更令人驚訝的是,生成一個完整的 15 天預測,GenCast 僅需 Google Cloud 的單顆處理器運算 8 分鐘,另一方面,傳統 ENS 系統則需要數萬顆超級電腦處理器耗費數小時,效率提升可謂天差地別。

歷史數據與 AI 技術的結合

GenCast 的精準性得益於 AI 模型的兩大核心技術:歷史數據訓練以及擴散模型應用,DeepMind 利用了 ECMWF 長達四十年的氣象數據,從溫度到各高度的氣壓資料,讓模型能有效學習地球的氣候模式。

不僅如此,GenCast 對極端天氣事件的預測也相當出色,無論是颱風、極端高溫還是強風,都能給出更早、更準確的預報,如果這項技術更純熟,我們就可以更完美的應對天災、爭取寶貴時間。

當然,目前的 AI 天氣預測仍有局限,例如解析度不及傳統物理模型精細等等問題,此外,GenCast 的模型仍依賴 ENS 等傳統系統提供的基礎數據,因此目前並不會完全取代現有的預報方式。

儘管如此,GenCast 的出現為天氣預測領域帶來革命性的突破,隨著技術的不斷進步,未來或許可以告別傳統天氣預報模式,迎接一個由 AI 主導的氣象新時代!