台风或者说气旋的预测极其困难，毕竟它涉及大量湍流系统，想想大学物理里用来描述湍流的方程，那叫一个复杂。
在基于物理的气旋预测中，为了应对实际需求，需要进行近似计算，单一模型很难同时出色地预测气旋的路径和强度。全球低分辨率模型在预测气旋路径方面表现最佳，但是却无法捕捉决定气旋强度的精细尺度过程。
没错，这是一个两难的问题。所以，DeepMind 是怎么解决这些问题的呢？我们先看一篇他们新发布的论文。
论文链接：https://storage.googleapis.com/deepmind-media/DeepMind.com/Blog/how-we-re-supporting-better-tropical-cyclone-prediction-with-ai/skillful-joint-probabilistic-weather-forecasting-from-marginals.pdf
论文里，DeepMind 研究人员介绍了一种简单、可扩展且灵活的方法 FGN，这与 Weather Lab 所托管的模型密切相关。
这是一种用于天气概率建模的全新方法，它结合了架构、训练和推理功能，比他们之前推出的人工智能气象预测模型 GenCast 更快、更灵活、性能更佳。
研究人员基于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的 ERA5 再分析数据（该数据集通过数百万条观测数据重建了整个地球的过去天气）和 HRES（包含过去 45 年来近 5,000 个观测到的气旋的路径、强度、大小和风半径等关键信息）运行初始条件训练 FGN，从而优化连续排序概率评分 (CRPS)。CRPS 是概率天气预报的常用顶级指标。
FGN 在确定性和概率性指标的基准测试中全面超越 GenCast。其预测分布通常具有与先前模型相似甚至更好的校准效果，对极端事件的预测同样出色甚至更好。FGN 的热带气旋路径预测也显著优于先前的模型（𝑝 < 0.05），无论是平均轨迹还是路径概率。
翻译成普通话就是，他们的模型对气旋轨迹和强度的预测与当前基于物理的方法一样准确，甚至更准确。
视频：动画展示了实验性气旋模型的预测结果。（来源：官网）
该团队一直与负责评估大西洋和东太平洋盆地气旋风险的美国国家飓风中心 (NHC) 合作，目的是更科学地验证他们的方法和结果。
NHC 的专家预报员现在可以实时查看该实验性气旋模型以及其他基于物理的模型和观测结果的预测。研究人员希望这些数据能够帮助 NHC 改进预报，并为与热带气旋相关的灾害提供更早、更准确的预警。
视频：对珊瑚海三级气旋「阿尔弗雷德」的预测展示。（来源：官网）
Weather Lab 还提供不同 AI 天气模型的实时和历史气旋预测，以及欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 的物理模型。他们的多个 AI 天气模型正在实时运行，包括 WeatherNext Graph、WeatherNext Gen 和最新的实验性气旋模型。
DeepMind 还推出了 Weather Lab 的互动网页，其中包含两年多的历史预测数据，供气象专家和研究人员下载和分析，从而能够对所有海域的模型进行外部评估。
Weather Lab 的用户可以探索和比较各种人工智能和基于物理的模型的预测。综合起来，这些预测可以帮助气象机构和应急服务专家更好地预测气旋的路径和强度。这可以帮助专家和决策者更好地应对不同情况，分享相关风险信息，并支持应对气旋影响的决策。
此外，小编在这里提醒大家：Weather Lab 是一个研究工具，它显示的实时预测是由仍在开发中的模型所生成的，并不是官方的预警。想要了解天气，小伙伴们仍然要看官方气象部门的天气预报。
结语
总之，将分析数据和气旋数据一起建模，可以显著提升模型的气旋预测能力。
DeepMind 团队对美国国家飓风中心（NHC）在北大西洋和东太平洋盆地观测到的飓风数据（测试年份为 2023 年和 2024 年）进行的初步评估表明，新模型的 5 天气旋路径预测比 ECMWF 的 ENS更接近真实的气旋位置，平均接近 140 公里。这与 ENS 3.5 天预测的精度相当——这 1.5 天的改进通常需要十多年才能实现。
科罗拉多州立大学大气合作研究所 (CIRA) 的 Kate Musgrave 团队对该模型进行了评估，发现其「在路径和强度预测方面堪比甚至超越了最佳实际模型」。
Musgrave 表示：「我们期待在 2025 年飓风季的实时预报中验证这些结果。」
在 DeepMind 发布的推文下面，有位网友感叹道：「……AI 能够解决实际问题而非仅生成文本……」。
最后，小编提醒正在受台风蝴蝶影响的小伙伴们，一定要注意安全！
相关内容：
https://x.com/GoogleDeepMind/status/1933178921840693291
https://deepmind.google/discover/blog/weather-lab-cyclone-predictions-with-ai/?utm_source=X&utm_medium=social&utm_campaign=WeatherLab返回搜狐，查看更多