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上海市人工智能气象应用创新中心:电铸锋芒 智绘风云

发布时间:2025年09月10日 来源:中国气象报社

手中电曳倚天剑,直斩长鲸海水开。在上海市气象局,一场人工智能气象应用创新革命正在涌动。

从实验室到预报一线、再到产业前线,上海气象工作者将目光锁定人工智能技术, 以如电般的创新锋芒穿透迷雾, 将“气象芯片”嵌入城市脉动,勇攀人工智能创新应用的技术高峰,守卫这座超大城市的安全。

从“看天”到“算天”, AI解码风雨云图

一支平均年龄不到35岁的6人团队,持续打磨“雨师”“扶摇”人工智能气象预报模型,用人工智能代码丈量风云,解码天气。

2023年,气象工程师陈诗祺与复旦大学计算机博士曹原在上海人工智能实验室相遇,两个不同专业背景的年轻人,碰撞激发出“人工智能”应用于“气象+”的思路:“既要破解时空序列的复杂性,又要走出极端天气气候事件的小样本困局。”

2024年起,两人带领团队扎根气象人工智能领域。

今年3月,上海市人工智能气象应用创新中心在沪启动建设,“雨师”“扶摇”同步发布,标志着这支年轻团队的研究步入快车道。

深夜,上海市人工智能气象应用创新中心灯火通明,键盘敲击声混合着讨论声此起彼伏。“垂直速度场的物理约束算法需要再优化。”陈诗祺紧盯着屏幕上跳跃的雷达回波图和一串串代码,为“雨师”短临预警系列模型做进一步调试——试图用算法刻画雷暴单体的立体结构,帮助预报员精准捕捉汛期的突发强对流天气。

然而很快,在人工智能模型的研发过程中,团队就遭遇了人工智能制造的“致命幻觉”。一次实况测试中,模型竟在长江口“虚构”出强对流云团。“这是人工智能在自说自话!”曹原指着晴空万里的实况雷达图苦笑。为“驯服”数据噪声,团队首创“确定式+概率式”级联方案:前者如经验丰富的预报员锁定中大尺度降水趋势,后者似精密显微镜捕捉小尺度极端波动。曹原又在代码中加入“自适应权重机制”,让模型重点关注历史案例中的“异常点”,那些曾被视为噪声的极端数据,如今成了训练的“黄金样本”。

“扶摇”的研发体现出“数据融合”的智慧。团队利用自回归建模,搭建Nowcastformer架构,将雷达、卫星、数值预报等多源信息同步进行“数据翻译”,使预报频次从逐1小时缩短至逐10分钟级更新。“未来某天,黄浦区小巷的瞬时风速都能精准预判。”曹原看着屏幕上街道级风雨预报图,眼里闪着光。

如今,“雨师”已实现3小时内逐6分钟、1公里尺度的雷达降水预报;“扶摇”聚焦短时强降水和雷雨大风,显著提升预报更新频次。而这群年轻人仍在代码与云图间深耕:曹原开始自学大气物理,陈诗祺追踪深度学习的最新动态——他们知道,用人工智能解锁台风路径预测、气候推演的时代,正加速到来。

从实验室代码到“气象芯片”, 突围气象应用深水区

在不断升级“雨师”“扶摇”人工智能气象预报模型的同时,上海市人工智能气象应用创新中心积极探索大语言模型在气象业务场景中的应用,初步开发了集成决策口袋书、预报员助手、复盘小红书等功能的人工智能预报智能体。

当2025年第8号台风“竹节草”逼近申城,这一创新成果在实战中接受了检验。

上海中心气象台预报员打开“预报员助手”,通过简洁的文字命令直接调取“雨师”“扶摇”,快速研判台风来临前的风雨影响。“过去预报员要在数十个系统间反复切换、查询气象监测预报信息,现在人工智能直接把关键信息‘喂’到眼前,效率得到极大提升。”上海中心气象台业务科技管理科科长华韵子展示着系统界面。

“预报员助手”专注于天气预报场景,将包含环流分析、动力分析、客观预报分析和极端可能分析的全流程预报逻辑转化为数字化“推理思维连”,推动预报员从经验型向数智型蜕变。而“复盘小红书”则专注于经验总结和复盘,将重大天气系统回顾,构建可持续迭代优化的知识库,反哺模型进化。

与此同时,上海市防汛指挥部内,搭载人工智能问答功能的“台风决策分析系统”,已成为决策指挥的关键支撑。工作人员只需在人工智能问答框输入“台风情况”,系统即刻调取最新数据,精准提供台风实时位置与强度信息,充当防汛防台风部署的“气象参谋”。

当人工智能代码走向产业洪流,上海市人工智能气象应用创新中心与申能(集团)有限公司合作开启了一场数智化产研融合新实践。面对能源企业“发—输—配—用”全链条智慧化调度转型需求,专业气象服务团队深度融入业务流程,定制气象服务算法和数据产品,并打造嵌入式“气象智能工具箱”,使申能(集团)有限公司能源保供人工智能预报智能体“小申”智能调用气象资源。

团队负责人常炉予表示,这是将气象服务以“芯片”形式接入对方的人工智能预报智能体,使其成为核心组件。“气象智能工具箱”正在为新能源功率预报、燃气负荷预测、液化天然气(LNG)船运保障等关键业务提供有力支撑。

合作初期,面对“商业气象数据同质化”的质疑,团队多次深入企业生产一线,精准洞察需求——针对新能源发电预测,研发高频滚动更新的特定点位、高度风光要素数据产品;针对燃气调度,创新开发“气温同环比”预报数据产品,还为LNG船舶量身定制“航运气象保障链”,让气象预报服务深度融入能源调度体系,提升企业发展效能。

在能源领域成功经验的基础上,团队正在寻找产业化切入点。“每个行业都有其发展节奏,需要沉下心来深入了解,找到气象服务能够创造真实价值的场景。”

从敬畏闪电到驾驭电力,每一步都镌刻着创新的印记。而今,上海气象工作者正以“电铸之锋”解构风云脉动,以无畏勇气与创新智慧攻坚克难,开辟人工智能时代气象事业发展的新航道。

(作者:朱晔 责任编辑:张林)

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