1、气象人工智能技术与应用气候-水-能源研究组Climate-Water-Energy Research Group罗勇夏 馨施 文廖舟怡马子起黄建斌黄小猛2人工智能的发展符号AI专家系统规则系统第一代第二代第三代John McCarthyMarvin MinskyClaude ShannonNathaniel RochesterAllen NewellHerbert A.SimonArthur SamuelOliver SelfridgeRay SolomonoffTrenchard More1956 Dartmouth ConferenceThe pioneers of AI1956达特茅斯会

2、议AI先驱者感知智能大数据驱动的统计学习方法初步实现了针对文本、图像、语音等感知与识别Geoffrey HintonYann LeCun认知智能张钹院士2016年提出第三代人工智能雏形，DARPA 2018年发布AINext计划。核心要素是数据、知识、算法和算力。Ilya Sutskever姚期智Yoshua BengioNoam Chomsky Edward FeigenbaumRobert Mercer通过对巨量数据的建模和处理，实现对多模态信息的理解、推理、规划、执行，实现复杂的高阶认知任务大数据与人工智能正在引发一场深刻的地球科学研究革命大数据与人工智能应对全球变化研究呈爆发性增长，有

3、力促进了地球系统的机理、模拟和预测研究，人工智能与数值预报的融合成为热点和难点大数据和人工智能人工智能如何创新研究范式？气象人工智能技术应用人工智能的原理和方法，包括但不限于机器学习、深度学习、数据挖掘和自然语言处理等，对气象数据进行高效处理、分析和解释的技术。这些技术在气象领域的应用越来越广泛，已经成为提升气象服务水平的重要手段。6AI气象大模型的发展2018年ECMWF发布了机器学习相关的科学出版物2022年2月全面的中期天气预报模式有所发展2022年10月1 km全球更细分辨率的模型2022年11月热带气旋等天气2022年12月大量预测模型出现2023年1月全球和区域尺度共同发展2023

4、年4月7天+预报技巧提升PeterDueben和和PeterBauer（ECMWF）使 用ERA5 数 据 发 布 了 一 篇 论文，分辨率约为500公里，用于预测未来z500。Keisler 发展了 GraphNN 1分辨率，可以与可以与GFS模式相比较。NVIDIA创 建 了FourCastNetFourier+，0.25分辨率，比IFS预报快O(104)倍，且模式运行更为节能。Jua.ai等等实现全球1x1公里，提前48小时，时间步长5分钟预报。华为华为-盘古气象大模型盘古气象大模型0.25 分辨率，小时产品，“比IFS更准确的轨迹”。谷歌谷歌 Deepmind GraphCast0.2

5、5分辨率，6 小 时 产 品，预测许多变量和气压层，精度与IFS接近。微软微软 ClimaX在各种分辨率下进行预测，包括全球和区域。中国学术界中国学术界+上海上海气象局气象局-风乌风乌0.25 分 辨 率，6 小 时 产 品，在更长的时间尺度上改进了GraphCast（仍然是确定性的预报）。2023年11月15天+（S2S）全球预报复旦大学复旦大学+上上海科学智能研海科学智能研究所究所 伏羲伏羲气候气象大模气候气象大模型型，伏羲次季节大模型的预报精度更准、预报周期更长（45天）、运行速度提升千倍。2024年6月18日中国气象局中国气象局发布不同时间尺度三大AI气象大模型风清风清：人工智能全球中

6、短期预报系统；风雷风雷：人工智能临近预报系统；风顺风顺：人工智能 全 球 次 季节季节预测系统。报告内容智能气候预测的理念与案例基于机器学习方法的中国降水预测基于中尺度气象同化预报和深度学习的风速预报光伏电站太阳辐射超短期预报基于深度学习的北极地区格点化地表气温重建气象人工智能未来发展思考报告内容智能气候预测的理念与案例基于机器学习方法的中国降水预测基于中尺度气象同化预报和深度学习的风速预报光伏电站太阳辐射超短期预报基于深度学习的北极地区格点化地表气温重建气象人工智能未来发展思考智能气候预测什么是智能气候预测？将人工智能算法与气候预测相结合，构建智能气候预测技术体系，即以大数据应用为前提，在通