天機(jī)不再難測(cè)：英偉達(dá)開(kāi)源AI氣象模型，人人皆可預(yù)報(bào)未來(lái)15天

假設(shè)你正在開(kāi)車(chē)趕路，突然收到這樣一則手機(jī)推送：前方10公里處有強(qiáng)對(duì)流天氣，預(yù)計(jì)15分鐘內(nèi)暴雨傾盆。你趕緊繞道，避開(kāi)了積水和擁堵。這正是英偉達(dá)使用AI在天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)域達(dá)到的效果。

2026年1月，在美國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)上，英偉達(dá)發(fā)布了Earth-2開(kāi)放模型家族，這是全球首個(gè)完全開(kāi)放、基于GPU加速的AI氣象工具集。這套工具讓從數(shù)據(jù)處理到15天全球天氣預(yù)報(bào)的全流程，能夠被任何人和任何機(jī)構(gòu)輕松使用，成為了真正可以救命、護(hù)農(nóng)和穩(wěn)定電網(wǎng)的工具。

傳統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)依賴(lài)于物理方程，就像解一道超級(jí)復(fù)雜的數(shù)學(xué)題，需要把地球大氣分成無(wú)數(shù)小個(gè)子，一步步地算下去。超級(jí)計(jì)算機(jī)得跑好幾個(gè)小時(shí)甚至幾天之久，才能給出一份天氣預(yù)報(bào)。成本高、速度慢，只有少數(shù)大國(guó)和機(jī)構(gòu)才能玩得起。

Earth-2來(lái)了之后，一切變了。Earth-2可以從海量歷史天氣數(shù)據(jù)里自學(xué)規(guī)律，無(wú)需一步步推理公式，就能直接猜測(cè)出來(lái)未來(lái)的天氣。Earth-2還把這種能力打包成為開(kāi)發(fā)工具，任何人都能下載、修改和跑在自己的電腦上。

為何Earth-2是氣象界的開(kāi)源革新？

Earth-2不是一個(gè)單一模型，是一整套工具箱。它能夠覆蓋天氣預(yù)報(bào)的每個(gè)環(huán)節(jié)：把從衛(wèi)星、雷達(dá)、氣象站的數(shù)據(jù)消化成為初始狀態(tài)，再到生成短期風(fēng)暴預(yù)警，以及到中期15天大趨勢(shì)預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵是其還具備開(kāi)放和加速度的特點(diǎn)，它的代碼公開(kāi)在GitHub和Hugging Face上，跑起來(lái)時(shí)依靠英偉達(dá)的GPU，幾秒到幾分鐘即可出結(jié)果，比傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)快了成千上萬(wàn)倍。以前只有歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中國(guó)心或者美國(guó)國(guó)家氣象局能夠玩轉(zhuǎn)高端預(yù)報(bào)，現(xiàn)在初創(chuàng)公司、大學(xué)實(shí)驗(yàn)室甚至發(fā)展中國(guó)家的氣象部門(mén)，都能自己微調(diào)模型做本地預(yù)報(bào)。

更重要的是，它把AI和物理知識(shí)結(jié)合得很好。英偉達(dá)的PhysicsNeMo框架允許開(kāi)發(fā)者把物理定律交給AI，避免AI胡猜。整套系統(tǒng)還整合了谷歌和微軟等機(jī)構(gòu)的開(kāi)源模型，讓人們可以站在巨人的肩膀上繼續(xù)創(chuàng)新。結(jié)果就是天氣預(yù)報(bào)從國(guó)家機(jī)密變成了全球共享資源，科研協(xié)作得到加速，極端天氣預(yù)報(bào)更加及時(shí)。

Earth-2家族新成員：從看云識(shí)天氣到看衛(wèi)星識(shí)風(fēng)暴

這次發(fā)布最亮眼的是三個(gè)全新模型，它們覆蓋了天氣預(yù)報(bào)的不同時(shí)間尺度。

首先是Earth-2 Medium Range，這是一個(gè)中期預(yù)報(bào)模型，基于全新的Atlas架構(gòu)，能夠預(yù)測(cè)15天內(nèi)的溫度、氣壓、風(fēng)速、濕度等70多項(xiàng)變量。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中，它在常見(jiàn)指標(biāo)上超過(guò)了許多領(lǐng)先的開(kāi)源模型，甚至在某些變量上比Google DeepMind的GenCast還要準(zhǔn)確。它并非簡(jiǎn)單地預(yù)測(cè)平均值，還能給出概率分布比如明天下雨概率大約為80%，從而能讓決策更加靠譜。

然后是Earth-2 Nowcasting，這是一個(gè)臨近預(yù)報(bào)模型，使用StormScope架構(gòu)，專(zhuān)攻0-6小時(shí)的局地強(qiáng)天氣。它可以直接觀看衛(wèi)星圖像和雷達(dá)圖像，能夠預(yù)測(cè)云系怎么移動(dòng)、風(fēng)暴怎么發(fā)展。它首次在短期降水預(yù)報(bào)上超過(guò)了傳統(tǒng)物理模型，可以把國(guó)家尺度預(yù)報(bào)放大到公里級(jí)，能夠提前幾分鐘到幾小時(shí)預(yù)警龍卷風(fēng)和暴洪等災(zāi)害。也能像手機(jī)APP看動(dòng)畫(huà)一樣，顯示未來(lái)一小時(shí)的雷達(dá)回波演變，對(duì)于城市防災(zāi)和航空安全有著較大意義。

其次是Earth-2 Global Data Assimilation，這是一個(gè)全球數(shù)據(jù)同化模型，基于HealDA架構(gòu)。它把衛(wèi)星、氣球、地面站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，快速整理成為全球大氣當(dāng)前狀態(tài)的高清快照。傳統(tǒng)方法需要幾小時(shí)，它在GPU上幾秒即可搞定。和Medium Range組合起來(lái)，能夠形成一條從數(shù)據(jù)到預(yù)報(bào)的全AI預(yù)報(bào)鏈條，全程無(wú)需使用物理超級(jí)計(jì)算機(jī)，精度達(dá)到頂尖級(jí)別。

加上原來(lái)就有的Earth-2 CorrDiff和FourCastNet3，Earth-2等于有了一整套的完整梯隊(duì)，開(kāi)發(fā)者可以任意拼出適合自己的預(yù)報(bào)系統(tǒng)。

目前，AI氣象初創(chuàng)公司Brightband已經(jīng)開(kāi)始每天使用Earth-2 Medium Range發(fā)布全球?qū)崨r預(yù)報(bào)。該公司表示，開(kāi)源讓大家能互相比較、改進(jìn)，創(chuàng)新速度飛起。The Weather Company和美國(guó)國(guó)家氣象局也在測(cè)試Nowcasting，看能不能優(yōu)化極端天氣預(yù)警。

能源領(lǐng)域更熱鬧。法國(guó)道達(dá)爾能源用Nowcasting提升短期風(fēng)險(xiǎn)感知，因?yàn)椤懊恳环昼姸己苤匾薄Ｒ獯罄Ｄ峁驹跍y(cè)試FourCastNet和CorrDiff，做高分辨率天然氣需求預(yù)測(cè)。中國(guó)協(xié)鑫集團(tuán)用Earth-2優(yōu)化光伏功率預(yù)測(cè)，比傳統(tǒng)方法更準(zhǔn)、成本更低。美國(guó)西南電力池和日立合作，用Nowcasting和FourCastNet3提升風(fēng)電預(yù)測(cè)，電網(wǎng)更穩(wěn)。金融保險(xiǎn)巨頭安盛集團(tuán)和標(biāo)普全球能源，也在用這些模型模擬颶風(fēng)場(chǎng)景、評(píng)估洪水風(fēng)險(xiǎn)，幫客戶少賠錢(qián)。

這些例子說(shuō)明AI天氣預(yù)報(bào)成為了實(shí)打?qū)嵉纳a(chǎn)力工具，讓發(fā)展中國(guó)家也能擁有國(guó)家隊(duì)級(jí)預(yù)報(bào)，讓企業(yè)能夠提前避險(xiǎn)，讓科學(xué)家能夠更快探索氣候變化，讓普通人能夠更快感知天氣情況，也是AI更深入地走入人類(lèi)生活的體現(xiàn)。