人工智能和区块链技术正在成为气象领域的“加速器”
来源:中国气象报   发布时间:2018-11-06
分享到:0

中国气象报记者 吴鹏

  大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。鹏虽大,非驭风不能起也。每个时代都有不同的“风”,在北京理工大学副教授张子剑看来,人工智能和区块链等新技术就是这个时代的“风”。
  纵观历史,在三次工业革命的推动下,人类社会先后步入蒸汽时代、电气时代和信息时代。张子剑说:“在我看来,第四次工业革命将以人工智能等新技术为代表,自此我们也将步入智能时代。”
  气象行业又该如何借助这股风势“扶摇而上”呢?  
  预报预测的最得力助手——气象大数据“喂养”下的人工智能
  如果只需用手机随手拍一张照片,然后上传到指定的网站上,通过机器识别和大数据技术,挖掘出图片特征与雾霾指数间的对应关系,你就可以实时查看当前所在位置的霾值范围,从而确定是否需要戴口罩或提前采取其他预防措施。这是两三年前张子剑所在研究团队做过的一个试验,展示了人工智能在气象领域的一个应用场景。
  张子剑说:“未来,我们甚至可以建立激励机制,比如利用手机APP,使得人人都是气象数据传感器。这样不仅可以大大节约成本,而且可以在局地尺度上使预报预测更加精准,真正做到本地化精细适配。”
  人工智能正在为医疗、教育、安全、生物、能源和金融等各个行业赋能,而气象行业由于长期以来积累的知识和数据量非常丰富,天然符合人工智能的应用场景。很多国家的气象机构、大公司和一些创新企业均在人工智能领域加速布局。例如,IBM以自主研发的沃森(Watson)平台与天气公司(The Weather Company)“联姻”获取的气象大数据及“绿色地平线”人工智能项目等为“核心武器”,进军气象领域,其推出的Deep Thunder预报模式能准确预报0.2英里至1.2英里(322米至2公里)小尺度超局地天气信息。
  如果说人类建立的理论、模型等是为了简化这个世界,以方便理解和解释这个世界,那么人工智能则试图凭借其超强的算法直接从纷繁复杂的信息中找出关联,总结出规律,因为其可以在很短的时间内处理人类难以想象的海量数据信息。从这个角度看,人工智能可以帮助我们解决采取传统方式很难甚至无法解决的问题。比如在气候预测上,人类能够做到的预测精度是非常有限的,达到一定上限后便很难再突破,而人工智能可以帮助科学家识别出未知的大气过程,找出陆地、大气、海洋、冰川等各个圈层之间更多的相互作用模式,并且判断气候模式的优劣,从而提升中短期天气预报和长期气候预测水平。在高质量气象大数据的“喂养”下,人工智能将成为人类预报预测天气气候最得力的助手。
  “其实,不只是气象行业,未来大部分的重复性工作都会被机器取代,人类需要在人工智能和机器人的协助和配合下,去从事一些真正具有创造性的工作。从这个意义上来说,人工智能等新技术将把人类从单调、重复性的工作中解放出来,使得人类可以去做自己真正喜欢做的事情。”张子剑说。  
  数据交换的最强“信任背书人”——区块链
  关于区块链在气象领域的应用,张子剑认为数据交换是很有前景的一个应用场景。区块链技术的本质其实是一个去中心化的分布式账本,具有高透明、可追溯和防篡改的特性。气象数据一旦上链,上链的时间和内容均是公开透明的,且一旦上链便难以篡改,上链的内容也将逐步具有法律效力,因此可溯源追责,这就为不同机构进行数据交换和共享提供了信任基础,用技术解决了信任问题。
  如同在银行存款一样,你每存进一笔钱,银行都会对其进行记账。而我们之所以相信银行,是因为它有政府背书。张子剑对此进一步解释:“如果将气象数据看成是钱的话,要让它在全球范围内流通,那么我们应该将其存放在哪里,又应该由谁来背书?事实上,当涉及到多国政府时,由于各自地位对等,背书效用会降低,因为很难有一个中立的机构可以保证不偏不倚、完全客观。而区块链作为一种纯粹的技术,可以快速搭建起一套信用体系,其高透明、可追溯和防篡改的特性则保证了在传输过程中数据的真实可信。”
  据张子剑介绍,目前全球已经有一些初创公司开始利用区块链技术来进行气象数据交易。例如,美国“天气区块”(WeatherBlock)公司就是一家专门利用区块链技术实现点对点天气数据交换的机构。
  此外,区块链技术还可以用来支持气候行动,推动清洁能源贸易,改进碳排放交易系统等。IBM和能源区块链实验室(Energy Blockchain La)目前正在共同合作开发一个区块链平台,主要用于在中国进行碳资产交易。在公有区块链上记录碳资产可以保证透明度,确保交易有效并自动结算。“今年年初的时候,联合国计划利用区块链技术来增强对气候行动影响的监测、报告和验证,提高气候行动的透明度,建立气候行动参与者之间的信任。如果真的可以利用区块链将全球各国之间的信用体系搭建起来,人类共同应对气候变化的效率将大大提升。”张子剑说。
  人工智能可以帮助我们找出天气气候系统中的更多关联,而区块链技术可以为气象数据的交换和共享背书,这两种技术结合起来不仅可以提高国际气象合作的效率,也可以在一定程度上突破预报预测的瓶颈,为气象事业的发展开辟新的道路。毫无疑问,这些新技术正在成为气象行业的“加速器”。

(来源:《中国气象报》2018年11月5日三版 责任编辑:李慧)
  

相关新闻