2023年10月3日，汕頭東南方約910公里的西北太平洋洋面上，不斷靠近的臺風“小犬”引發了福建、廣東及可能受影響的省級氣象局的警惕。經綜合研判和應急會商，各地氣象局根據實際研判啟動或調整相應應急響應級別。

在市民們仍沉浸在假期的氛圍中時，氣象局的業務和預報值班負責人已經逆著人流，在應急響應拉起的30分鐘內，到達了氣象局預警預報服務大廳。

一次臺風，往往就是一場硬仗。

環流復雜、系統多、臺風尺度偏小等眾多因素，將共同導致臺風路徑難以捕捉。此外，強度如何？持續多久？會造成多大的風雨影響？一連串的不確定，都在等待各地市氣象局預報員通過縝密研判后給出一個明確結論。

雖然我國天氣預報能力已經接近世界先進水平，但2023年經歷的一場場臺風，讓氣象工作者迫切地想要再進一步，尋找脫困的方法。

在風雨中逆行

當預報員告訴大家有惡劣天氣，一定要老老實實在家呆著的時候，他們反倒是從家里趕到單位去的“逆行者”。遇到臺風，他們在單位一住兩三天都是常事。

地方氣象局的主要工作是探測、收集處理數據、預報和服務。作為氣象專家，他們的工作并非慢節奏的科研，而是一場海量數值計算數據、豐富氣象知識以及自身經驗之間的競速交鋒。

前端觀測的氣象數據，會以分鐘甚至秒計的速度傳遞給預報員，經過數據處理后來到首席預報員的案頭。拿到數據、雷達圖、衛星云圖、自動站實況等信息后，他需要綜合數據和自身經驗，來分析天氣系統的演變趨勢，最后形成結果并簽發預報信息。

老百姓手機收到的每一條預警信息、半夜天氣app跳出的消息提示、車載廣播的晴雨播報……每一次實時更新的預報信息的背后，都是預報員們的24小時值守、多次會商、大量分析研判和反復斟酌的結果。

作為對研判結果負責的預報員，他們必須謹慎斟酌，但卻又得同時兼顧“迅速”——以最快的速度，碰撞出一個最接近真實天氣過程的“準確”結果，為提前轉移危險區域人員、前置搶險救援力量“搶”出最寶貴的時間。

除了值班的體力消耗外，預報員們的心理壓力更重一籌。

對普通人而言，夜晚的風雨聲是助眠的白噪音，而預報員卻可能會因此驚醒——突然的風雨代表著天氣驟變，可能暗示了一次預測的失誤。

做天氣預報，就像回答一張隔天就出成績的試卷。今天公布的結果，明天就被事實檢驗。是否準確，第二天就知道了。這是每一位預報員都要面臨的考驗。

而比壓力更大的，是責任。研判得出的不只是天氣，預報信息更與全體市民的生產生活密切相關。全市各部門的防災減災工作、人員物資的調配，也會按照預報開展。

中央氣象臺強天氣預報中心副主任藍渝在一次采訪中表示，對強對流天氣進行準確預報是目前全世界氣象領域公認的難題。如何才能進一步提升預報的準確性，成為預報員們不得不思考的重要的科研問題。

尋找混沌破局者

作為一門預測科學，天氣預報有其天然的不確定性，做不到完全或永遠準確。

氣象系統是典型的混沌系統，這意味著系統中非常小的擾動可能造成后果的巨大差異。這種現象有另一個廣為人知的名字，“蝴蝶效應”。

正因如此，歷史上從來沒有哪一天的大氣環流是完全相同的，也沒有哪一次的強對流天氣過程完全一致。

在深圳，地形復雜、天氣系統非常多。溫度、降水等氣象要素在短時間內就能發生顯著變化。因此網友們常常對深圳的天氣開啟“吐槽模式”。

其實，對于大尺度的天氣預報以及0~2小時的臨近預報，深圳市氣象局已經走在了精細化預報探索的前列。

每3平方公里分布的氣象站、自主開發的“深圳市陸海一體氣象災害防御決策服務系統”、短時大風冰雹的自動識別、基于AI技術的降水臨近預報，形成了一套閉環的有力支撐，使得臨近預報更加精準。

可當范圍縮小到中小尺度，即水平尺度只有百十甚至幾公里時，及時、準確地預報天氣就成了不小的挑戰。

為了更好地擔任防災減災的第一道防線，為市民提供更精細、更準確的氣象服務，預報員們密切關注著每一項可能應用于天氣預報的新技術。

2023年7月6日，刊登在國際頂級學術期刊《自然》雜志上、由華為云作為唯一署名單位發表的論文《三維神經網絡用于精準中期全球天氣預報》，吸引了深圳市氣象局的目光。

原來，盤古氣象大模型研發團隊的這群年輕人，在用AI尋找氣象預報的辦法。

大考將至

作為深圳市氣象局首席預報員，陳元昭和同事們聊起AI時，態度比較積極：“能給我們更好的參考，何樂而不為呢？”

盤古氣象大模型作為一種全新的全球氣象預報系統，具有推理計算速度快、計算效率高的優勢，預測速度較傳統數值預報方法提升一萬倍以上，不僅能提供秒級的全球氣象預報，而且提供包括位勢、濕度、風速、溫度、海平面氣壓等在內的氣象要素，可以直接應用于多個氣象領域細分場景。國家自然科學基金今年還將其列為2023年度“中國科學十大進展”之一。

2023年8月，盤古氣象大模型研發團隊與深圳市氣象局一拍即合，初步達成了打造首個人工智能區域預報模型“智霽”的合作意向。

從23年9月開始，深圳市氣象局人工智能團隊開啟了與華為云研發團隊的業務交流與技術碰撞。這個團隊由深圳氣象局多名經驗豐富的氣象學家組建而成，他們在高分辨率數據集、模型訓練、產品開發、檢驗評估與反饋等多個方面，都深度參與了模型的聯創研發。

“智霽”區域模型以華為云盤古氣象大模型為基礎，借鑒了傳統數值預報的經驗，采用了全球模型和區域模型共同驅動的技術框架，同時結合了華南地區高分辨率再分析氣象數據。

技術與行業結合時，需要去打破森嚴的行業壁壘，去學習海量的行業知識。既發揮數據驅動人工智能預報技術的優勢，也發揮行業傳統的長處，這樣才能讓技術上升一個新的高度，給業務帶來真正的價值。

氣象專家與華為云研發團隊每月一次的交流和反饋，推動著這套能夠與傳統數值模式相輔相成的模型，一步步將技術革新，并逐步向行業應用邁進。

通過“智霽”區域模型提供的氣象監測信息，預報員可快速得知未來5天深圳及周邊地區空間分辨率為3公里，包含氣溫、降雨、風速等氣象要素的結果。

從全球模型的25公里分辨率，到區域模型的3公里分辨率，在同樣大小的空間下，“智霽”區域模型的網格數在三維上變成了原來的512倍，這意味著區域模型能夠呈現出更多天氣系統中的細節，同時也意味著計算量的爆炸式增長。

所幸人工智能大模型計算能力非常強，它不僅可以發現一些人類沒有辦法發現高維的規律，而且可以計算得很快，在業務上有很大的應用前景。

在試運行階段，“智霽”區域模型已在多次冷空氣過程的氣溫預報中為預報員提供參考，為冷空氣預報服務提供了新的風險提醒信息。

人工智能區域預報模型“智霽”已正式上線。但它還只是個科技與氣象跨界產出的“新生兒”，預測能力還相對有限，預測結果也還有不足之處，特別是難以準確預報降雨過程這一“世界難題”。深圳市氣象局與華為云研發團隊還需要進一步優化模型，改進算法，不斷提升模型的降雨預報能力。

3月下旬已至，深圳的汛期也即將來臨，氣象人應對自然挑戰的號角再次吹響。這對于深圳市氣象局和華為云團隊聯創的區域預報模型而言，是一場真正的大考。

而基于新一年的汛期數據，雙方團隊將更好地訓練、完善人工智能區域預報模型“智霽”，讓人們看到，AI在生產生活中能夠提供的更多種可能。

一切面向人類公共福祉的進步，都是從敢于面對不確定、在混沌中向前一步的探索開始的。