全球首個南海海-氣雙向耦合智能大模型發(fā)布，臺風(fēng)預(yù)報更精準(zhǔn)

近日，南海區(qū)域海-氣雙向耦合智能大模型“飛魚-1.0”在廣州正式發(fā)布。該大模型由中國科學(xué)院南海海洋研究所與中國石油大學(xué)（華東）聯(lián)合研發(fā)，為全球首個面向南海的海-氣雙向耦合智能大模型。

“飛魚-1.0”大模型。來源：科技日報、中國科學(xué)院南海海洋研究所

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三項核心技術(shù)創(chuàng)新

據(jù)介紹，“飛魚-1.0”大模型的名稱源于《山海經(jīng)》，寓意該模型能高效跨越海氣界面、突破傳統(tǒng)預(yù)報局限。它實(shí)現(xiàn)了3項核心技術(shù)創(chuàng)新，包括核心數(shù)據(jù)自主可控、海-氣雙向智能耦合、“即插即用”式的低成本學(xué)習(xí)與靈活可擴(kuò)展。

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核心數(shù)據(jù)自主可控

該大模型訓(xùn)練所用的核心數(shù)據(jù)采用中國科學(xué)院南海海洋研究所自主研制的高分辨率南海再分析數(shù)據(jù)集REDOS 2.0，首次讓大模型擺脫了對國外核心數(shù)據(jù)的依賴，打破了以往國內(nèi)海洋大模型高度依賴歐美再分析數(shù)據(jù)的局面，并使大模型具備了精準(zhǔn)刻畫海洋內(nèi)波、鋒面等小尺度過程的能力。

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海-氣雙向智能耦合

前期AI大模型大多都是單純的大氣大模型或海洋大模型，大氣與海洋之間是相對獨(dú)立的。“飛魚-1.0”大模型將物理機(jī)理與AI深度融合，創(chuàng)新性地采用“基于多專家系統(tǒng)的SwinTransformer架構(gòu)”，通過“快慢”雙通道學(xué)習(xí)，智能化模擬海氣之間動量、熱量等的雙向交互影響，顯著提升了海氣關(guān)鍵要素預(yù)報精度。

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“即插即用”式的低成本學(xué)習(xí)與靈活可擴(kuò)展

傳統(tǒng)數(shù)值模式對超算資源依賴極高，而飛魚大模型的核心是一個將南海海氣環(huán)境時空演化特征的先驗(yàn)知識深度嵌入到億級參數(shù)的特征提取與計算當(dāng)中，并基于這些先驗(yàn)知識推理復(fù)雜海氣非線性過程演化的人工智能模型。一旦訓(xùn)練完成，進(jìn)行預(yù)報（推理）的過程本質(zhì)上是一次高效的前向計算，因此速度極快。同時，模型首創(chuàng)面向海氣要素預(yù)報的多專家系統(tǒng)（MOE），能根據(jù)不同預(yù)報任務(wù)智能調(diào)用最合適的計算模塊，大幅降低了學(xué)習(xí)能耗，同時可針對新海域或新任務(wù)實(shí)現(xiàn)模塊化功能擴(kuò)展。

基于以上核心技術(shù)創(chuàng)新，“飛魚-1.0”大模型展現(xiàn)出卓越的性能表現(xiàn)，不僅在溫鹽等核心要素預(yù)報上顯著優(yōu)于歐洲GLORYS12和美國HYCOM等國際主流再分析產(chǎn)品，同時還具備精準(zhǔn)刻畫大尺度環(huán)流到海洋內(nèi)波、鋒面等小尺度過程的能力。在計算效率方面，模型僅需3年歷史數(shù)據(jù)即可完成訓(xùn)練（以往其他AI模型一般需要20年以上的歷史數(shù)據(jù)），在國產(chǎn)化單機(jī)環(huán)境下完成3天預(yù)報僅需3秒。

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“飛魚-1.0”大模型應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

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科研方面

在科研方面，模型可為海洋和大氣等學(xué)科提供高精度、多尺度的模擬與預(yù)測工具，幫助科學(xué)家研究南海區(qū)域的海氣相互作用機(jī)制、海洋動力環(huán)境特征和規(guī)律等。

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公共服務(wù)領(lǐng)域

在公共服務(wù)領(lǐng)域，“飛魚-1.0”大模型可支撐海洋環(huán)境保障和防災(zāi)減災(zāi)工作，如為沿海城市提供臺風(fēng)預(yù)報，保障沿海居民、海上作業(yè)船只安全，減少居民財產(chǎn)損失；為漁業(yè)活動提供溫鹽等信息預(yù)報，支撐漁民出海作業(yè)。

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產(chǎn)業(yè)方面

在產(chǎn)業(yè)方面，其輕量化、低算力需求的特性使其適合部署在科考船、沿海觀測站等邊緣端，實(shí)現(xiàn)“端側(cè)智能”。

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科普教育領(lǐng)域

在科普教育領(lǐng)域，該模型可用于生成動態(tài)海洋知識圖譜，幫助公眾更直觀地理解海洋奧秘，激發(fā)社會對海洋的關(guān)注。

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氣象人工智能預(yù)報模型上新升級

從自主模型研發(fā)到場景化應(yīng)用落地，人工智能為氣象預(yù)報預(yù)警服務(wù)提質(zhì)增效，為防災(zāi)減災(zāi)、行業(yè)發(fā)展注入數(shù)智動能。目前，中國氣象局已發(fā)布包括“風(fēng)源”“風(fēng)清”“風(fēng)雷”“風(fēng)順”“風(fēng)和”5大氣象人工智能科學(xué)模型。

“風(fēng)源”可以直接讀取來自衛(wèi)星、雷達(dá)、氣象站等實(shí)時觀測數(shù)據(jù)，自己分析、思考后給出全球氣象預(yù)報。旨在探索AI做天氣預(yù)報的更多理論可能性，通過開源開放匯聚研發(fā)力量，并在技術(shù)成熟后再“反哺”給業(yè)務(wù)預(yù)報，不斷提升對極端天氣特別是短時臨近天氣的捕捉能力。

“風(fēng)清”可精準(zhǔn)捕捉臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性天氣，輸出13層高空要素與11類地面要素預(yù)報。目前，該模型已實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化部署并向全國推廣，廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)、光伏風(fēng)電調(diào)度、航空運(yùn)行保障等關(guān)鍵場景。

“風(fēng)雷”構(gòu)建了“數(shù)據(jù)—算力—平臺”全流程人工智能臨近預(yù)報系統(tǒng)，聚焦雷暴、短時強(qiáng)降水等強(qiáng)對流天氣的臨災(zāi)預(yù)警，已實(shí)現(xiàn)了直接預(yù)報定量降水的根本性升級。現(xiàn)已全面融入國、省、市、縣四級氣象業(yè)務(wù)體系，為全國各級氣象部門短臨預(yù)警業(yè)務(wù)提供更直接、更精準(zhǔn)、更可靠的客觀預(yù)報產(chǎn)品。

“風(fēng)順”精準(zhǔn)錨定農(nóng)業(yè)、新能源、水利等行業(yè)的核心需求，升級新增日最高/最低氣溫、太陽輻射等10余項關(guān)鍵氣象要素，以更精細(xì)化的氣象服務(wù)護(hù)航農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

“風(fēng)和”通過學(xué)習(xí)海量歷史氣象數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)理解和掌握大氣運(yùn)動規(guī)律，從而根據(jù)當(dāng)前氣象狀態(tài)提供更精準(zhǔn)的預(yù)報，實(shí)現(xiàn)高分辨率、高效率、快速響應(yīng)的智能氣象服務(wù)。覆蓋交通、旅游、健康、物流、能源等多個與天氣密切相關(guān)的場景，為用戶提供基于智能分析的個性化解決方案。

參考來源

央廣網(wǎng)《氣象人工智能預(yù)報模型上新升級 賦能千行百業(yè)》

https://tech.cnr.cn/gstj/20260104/t20260104_527482332.shtml

中國氣象局《人工智能預(yù)報模型“風(fēng)清”“風(fēng)雷”“風(fēng)順”優(yōu)化升級展身手》

https://www.cma.gov.cn/ztbd/2023zt/20230524/2023052401/202512/t20251230_7520387.html

人民日報《南海區(qū)域海-氣雙向耦合智能大模型“飛魚-1.0”發(fā)布》

https://www.peopleapp.com/column/30051391633-500007345316

科學(xué)網(wǎng)《全球首個面向南海的海-氣雙向耦合智能大模型發(fā)布》

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/2/559941.shtm

科技日報《全球首個南海海-氣雙向耦合智能大模型發(fā)布》

https://app.kjrb.com.cn/app/template/displayTemplate/news/newsDetail/7/471652.html?isShare=true&xyt=1770705056677

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