作者:林姵妏
臺灣因特殊的地理位置,天氣型態和變化十分豐富,讓許多氣象學者視臺灣為寶貴的研究天堂,不過相對的,也增加了氣象預測的難度,其中,颱風就是一項極重要的天氣現象,也是臺灣最不能掉以輕心的天氣災害,因此預測準確性變得更加重要。
而隨著近年AI技術發展,氣象預測能精細至區域性降雨與風速,未來有望提供更準確的預警,減少災害對日常生活的影響,讓我們一起來看AI在氣象中的應用吧!
AI預測超乎想像,中央氣象署聯手輝達打造高精度模型
今年夏天讓臺灣連續兩天停班停課的凱米強颱,全球熱門的 AI 也預測其侵台的路徑,華為 Pangu、NVIDIA FourCastNet、Google GraphCast 等天氣預測模型都分析出凱米颱風暴風圈會登陸並橫穿過北臺灣,而傳統數值預報模式隨後才跟上,並將用詞從”略過海面”修正成”登陸”,由此可見AI預測的準確性顯然已超乎大家原本的想像!
CorrDiff的AI技術將解析度提升到2公里,大幅提升預報的精度與準度(圖片來源)
而在2022年時,中央氣象署便與輝達(NVIDIA)攜手開發AI天氣降尺度技術”CorrDiff(Corrector Diffusion) 生成式擴散AI模型”,這項技術可以將25公里的全球數值模式資料轉換為2公里的高解析度訊號,透過降低尺度讓東西變清楚,提升資料精細度超過10倍,特別是在颱風中心附近的最大風速和海面結構預報方面,AI技術使氣象圖呈現更為清晰與細緻。
儘管技術仍處在發展與驗證階段,持續進行各種測試與改進數值,但其預測成果已具有一定的重要性。中央氣象署也宣佈將會繼續與輝達合作,讓臺灣AI氣象科研實力能夠與國際接軌,以提供更優質的天氣服務。
NVIDIA CorrDiff:用生成式AI解決極端氣候
歐盟野心計畫,能預測災害也能分析經濟衝擊
除了有CorrDiff生成式擴散AI模型外,在地球的另一端也有個野心計畫正茁壯發展!
歐盟於2022年啟動「DestinE(Destination Earth)數位孿生地球計畫」,透過超級電腦運算,結合AI加速處理,深度模擬地球氣候,進一步分析自然與人類活動對地球的影響,並預測極端事件,最終期望在資料與技術越來越進步之下,於2030年打造出一個完整的數位孿生地球!
DestinE是歐盟的數位孿生地球計畫,期望在2030年可以開發出完整的數位孿生地球(圖片來源)
DestinE運用歐洲龐大的資料數據進行模擬與預測,包含有歐洲太空總署(ESA)、歐洲氣象衛星開發組織(EUMETSAT)、歐洲中尺度氣象中心(ECMWF)的資料,另外還加上物聯網(IoT)數據以及政府提供的社會、經濟資料,可以看出歐盟終極目標不僅是分析氣候變遷跟極端天氣事件,也想藉此分析其中造成的社會、經濟衝擊,希望能達成保護生物多樣性、管理水資源、推動再生能源等,進而找到調適與減緩措施,藉以調整歐盟政策制定和落實。
結論
隨著全球天氣變化越趨劇烈,AI技術無疑是一道曙光,面對氣候變遷的挑戰,將AI應用於氣象預測已成為未來發展的重要方向,透過深度學習和數據分析,從而提升預報的準確性;此外還能透過模擬極端氣候情況,幫助我們更好地理解這些現象的成因和影響,為政策制定者提供有力的依據,以規劃出有效的氣候應對策略!