氣象預(yù)報(bào)事關(guān)國安，“中國要打破歐洲依賴”

【文/觀察者網(wǎng) 張菁娟】在人工智能重構(gòu)氣象預(yù)報(bào)體系的時(shí)代浪潮中，氣象數(shù)據(jù)已躍升為國家核心戰(zhàn)略資源。

彭博社22日報(bào)道稱，中國正大力角逐氣象超級大國地位，發(fā)力推進(jìn)自主氣象數(shù)據(jù)集研發(fā)，力求打破對歐洲的依賴。

據(jù)報(bào)道，ERA5（歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的第五代大氣再分析數(shù)據(jù)集）是氣候數(shù)據(jù)領(lǐng)域的標(biāo)桿，它涵蓋降雨量、氣溫、風(fēng)力等多項(xiàng)氣象要素，時(shí)間跨度超80年，且持續(xù)處于更新狀態(tài)。截至目前，該數(shù)據(jù)集一直是氣象預(yù)報(bào)人工智能革命的核心支撐，多家中國企業(yè)所研發(fā)的主流人工智能氣象模型，均采用該數(shù)據(jù)集開展訓(xùn)練工作。但這與中國推進(jìn)數(shù)據(jù)安全、實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主的戰(zhàn)略方向相悖。

氣象數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略價(jià)值，早已超越氣象預(yù)報(bào)本身。ERA5通過整合全球觀測數(shù)據(jù)重構(gòu)完整歷史氣候記錄，對于研判氣候趨勢、提升預(yù)報(bào)精度至關(guān)重要。目前，多國政府借助ERA5數(shù)據(jù)開展洪水、山火等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控，保險(xiǎn)公司則依托該數(shù)據(jù)構(gòu)建災(zāi)害模型。歐盟測算顯示，該數(shù)據(jù)集每年創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可達(dá)數(shù)億美元。

不過，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院教授、氣象與氣候建模專家普賴因（Andreas Prein）表示，氣象預(yù)報(bào)關(guān)乎國家安全。如果單純依賴外部數(shù)據(jù)源，國家將陷入被動脆弱的境地。

為規(guī)避潛在的風(fēng)險(xiǎn)、掌握氣象領(lǐng)域主動權(quán)，國家數(shù)據(jù)局在9月的一份聲明中指出，中國氣象局啟動全球大氣再分析系統(tǒng)研制項(xiàng)目，核心目標(biāo)之一是為了“打破中國氣象業(yè)務(wù)對歐美再分析產(chǎn)品的依賴”。

同月，中國氣象局面向全球首次開放新版全球大氣再分析產(chǎn)品CMA-RA V1.5數(shù)據(jù)集的下載權(quán)限。該部門表示，國內(nèi)已有部分人工智能氣象模型采用該數(shù)據(jù)集開展訓(xùn)練。

監(jiān)測圖 國家氣象信息中心

這款國產(chǎn)數(shù)據(jù)集的技術(shù)突破，正逐步展現(xiàn)替代潛力，更憑借三大技術(shù)體系創(chuàng)新，推動我國再分析實(shí)現(xiàn)從“跟跑”“并跑”到“局部領(lǐng)跑”的跨越。

一是實(shí)現(xiàn)同化技術(shù)升級。引進(jìn)四維集合變分混合同化技術(shù)，攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，前20年衛(wèi)星資料同化應(yīng)用量增13%；構(gòu)造流依賴Be矩陣提升同化效益，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于CRA-40和JRA-55等。

二是實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)觀測資料自主可控。整合國內(nèi)特有數(shù)據(jù)，自主研發(fā)探空偏差訂正技術(shù)，同化全球116顆215種衛(wèi)星資料，其中國產(chǎn)37顆45種，占比最高達(dá)18%。

三是分辨率與時(shí)效性國際領(lǐng)先。模式分辨率13公里（后處理為10公里），小時(shí)級實(shí)時(shí)更新，優(yōu)于ERA5（25公里，滯后5天更新）。

香港科技大學(xué)蘇慧教授正將其應(yīng)用于研發(fā)氣象科技的初創(chuàng)公司Stellerus，用于訓(xùn)練區(qū)域人工智能氣象模型及評估數(shù)值預(yù)報(bào)模型。她直言，該數(shù)據(jù)集的一大優(yōu)勢在于，其全球網(wǎng)格劃分精度高于ERA5。這種高時(shí)空分辨率的特性，能夠?yàn)槟Ｐ陀?xùn)練提供海量數(shù)據(jù)支撐。

國產(chǎn)數(shù)據(jù)集的開放，也引發(fā)國際行業(yè)關(guān)注。維薩拉公司（Vaisala Oyj）氣象風(fēng)險(xiǎn)管理部門負(fù)責(zé)人懷特黑德（David Whitehead）說：“如果國際市場能夠獲取更多中國氣象數(shù)據(jù)，將會有大批企業(yè)投身于氣象衍生合約的設(shè)計(jì)與經(jīng)紀(jì)業(yè)務(wù)。”這家專注于提供金融對沖氣象數(shù)據(jù)的芬蘭上市企業(yè)，近期已著手研究CMA-RA V1.5的潛在應(yīng)用場景。

在丹麥工程咨詢公司C2Wind的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理岡杜安（Rémi Gandoin）看來，ERA5存在數(shù)據(jù)偏差與缺陷，整合多個數(shù)據(jù)集將有助于研究氣候變化與極端天氣的科研人員開展工作，同時(shí)也能為風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)商的風(fēng)場工程設(shè)計(jì)決策提供參考。

“未來，擁有多個而非單一的氣象數(shù)據(jù)集，將為各方帶來切實(shí)益處。”岡杜安說。

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