在雄安新区的创新研究院内,一条模拟无人机飞行路线在数字屏幕上缓缓展开。
这不是简单的动画演示,而是气象科学与人工智能深度融合的实际应用——通过实时气象数据和楼宇信息,为低空物流配送规划最优飞行方案。
这一场景的背后,反映出我国气象科技创新正在向更广泛、更深层的应用领域拓展。
低空经济作为战略性新兴产业,其发展面临的首要挑战便是气象保障。
无人机在城市楼宇间飞行时,局部风场变化可能导致飞行器偏航甚至坠落,这对配送安全构成重大威胁。
传统的区域气象预报分辨率难以满足低空经济的精细化需求。
为解决这一难题,中国气象局与河北省政府于2024年7月联合成立了雄安气象人工智能创新研究院,汇聚气象学、人工智能等领域的优势力量,开展前沿技术研发。
该院首席架构师窦则胜介绍,研究团队正与中山大学合作,利用站点观测的气象要素数据与楼宇高度、下垫面特征等信息,训练专门针对城市"过堂风"现象的人工智能预报模型。
这种融合多源数据的预报方法,能够捕捉传统气象观测难以获取的微观风场特征,为无人机提供更加精准的飞行指导。
自成立以来,雄安院在多个关键领域实现了技术突破。
天气预报模型"风清"可在3分钟内生成未来15天、逐6小时更新、分辨率达25公里的全球气象预报产品,相比传统模型大幅提升了预报效率和覆盖范围;气候预测模型"风顺"能够提供未来数周至数月的气候异常预测,为长期决策提供科学依据;气象科学模型"风源"实现了观测数据直接驱动的端到端预报,减少了传统预报中的中间环节误差。
这些创新成果的取得,得益于深度学习、大数据处理等前沿技术的应用。
气象人工智能的应用价值已在多个领域得到验证。
在新能源领域,精准的太阳辐射和风速预测直接关系到光伏、风电的发电效率和电网调度;在防汛减灾中,高分辨率的降水预报为应急管理部门提供了更充分的预警时间;在航空运输中,对风切变、积冰等恶劣天气的精准预测保障了飞行安全。
这些应用案例充分说明,气象科技创新不仅是科学问题,更是关系国计民生的实际需求。
当前,雄安院正在推进一项关键性工程——构建天气气候无缝隙、全尺度预报基座。
这个基座将囊括影响天气气候的各类要素,形成统一的预报框架,进而衍生出针对各个细分领域的应用解决方案。
相比分散的单一预报模型,这种集成化、模块化的预报体系具有更强的适应性和扩展性,能够更好地服务于低空经济、新能源、防灾减灾等战略性产业。
从技术路线看,气象人工智能的发展正处于从理论验证向实际应用转变的关键阶段。
研究人员不仅要解决"能不能做"的问题,更要回答"怎么用好"的问题。
这要求气象部门与各行业用户建立紧密的合作机制,深入了解不同领域对气象信息的具体需求,将通用预报产品转化为行业专用解决方案。
雄安院在这方面的探索具有示范意义。
从农耕时代的观云识天到数字时代的智能推演,气象科技始终与人类文明进程同频共振。
雄安研究院的探索启示我们,前沿技术创新既要着眼星辰大海,更需脚踏实地解决产业痛点。
当科学的精密计算遇上城市的天际线,一幅科技赋能高质量发展的新时代画卷正徐徐展开。