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【AI氣象專題】傳統模型vs.人工智慧,路徑和精準度誰勝誰負

作者:王姵文

 

在氣象預測的領域,傳統模型與人工智慧技術的競爭日益激烈。傳統模型依賴數學方程式和歷史數據進行預測,而人工智慧則透過深度學習和大量數據分析,力求提高準確性與時效性。今年路徑詭譎多變的「秋颱」山陀兒,自生成後,它的動向考倒了全球氣象機構,AI模型預測正好派上用場。

(圖片來源:中央氣象署)

AI準確度不容小覷

9月28日,原本位於琉球南方海面的熱帶性低氣壓TD22,成為今年第18號颱風山陀兒,隨後各國氣象單位也開始針對山陀兒製作預測路徑。

歐洲中期預報中心與中國氣象局的預測路徑皆預測,山陀兒颱風將從台灣南部登陸,其中中國氣象局的路徑更是與山陀兒最終的路徑最為類似,山陀兒先是抵達巴士海峽大幅西偏,隨後出現有點迴轉的拐角後開始北上,不過登陸地點當時中國氣象局則預測是屏東的恆春半島。

在28日當時,包含中央氣象署、美國海軍、日本氣象廳、香港天文台、韓國氣象局等,都認為山陀兒會從台灣東部以擦邊球的路徑北上,對比下來,中國氣象局與歐洲中期預報中心的預測準確度相對更高,而歐洲中期預報中心則是路徑沒有預測到大幅西偏的回馬槍,因此可以說本次山陀兒颱風的路徑預測,中國氣象局是精準氣象單位。

(圖片來源:NCDR)

傳統模型vs.人工智慧 AI颱風路徑預報各有優劣 

除了各國氣象機構之間的比較與競爭以外,台灣的氣象署預報中心也採用AI來預判路徑,AI在前期表現也較亮眼,但氣象署認為,AI預報路徑還在學習階段,跟傳統相比,各有優劣,所以目前仍會仰賴預報員,做綜合性判讀。

AI大型的模型,跟傳統物理用高速電腦在使用的這個模型,實際上沒有絕對性的領先,應該是互有優劣,甚至因為它的精細度不夠的原因,所以現在在使用的時候,傳統模型和AI應該是相輔相成。

台灣氣象署背後強大武器,就是和輝達合作的Corrdiff生成式AI,全球氣象資料傳統,都是25公里解析度資料,但台灣面積小地形又複雜,就得用「降尺度」技術,也就是提高解析度,而過去降尺度方式,多半要花費大量的電腦運算資源和時間,但AI強大計算力,省時以外精準度也大幅提高。

氣象署科技發展組組長張保亮表示:「傳統的話一般是用統計的方法來做,那CorrDiff的話它是,因為它訓練的資料是來自於數值模式,就是有物理為基礎的這樣的模式,所以它可以把物理這樣的過程,學習到這個AI的模型裡面,那當然相對會比較準確,另外一個是它可以處理比較複雜,像多維度、多變數這樣的問題。」進入氣象署的超級電腦機房,這裡放24台都放有輝達GPUA100,支援氣象署的AI應用服務。

氣象署科技發展組組長張保亮:「你可以看到它要登陸之前,其實它的這個結構,從25公里其實沒有辦法看得很清楚,那如果再看2公里的時候,它登陸的位置大概也就在,高雄跟屏東交界的附近,從這個結果來看2公里確實可以,來提供比較細緻的(判讀)。」

台灣颱風論壇執行長陳柏宏:「考量到颱風遇到台灣陸地時的複雜性,還有AI模型本身的解析度,還需要由專業而且有經驗的氣象人員,進行資料判讀還有修正。」

小結

不論AI還是傳統模式都只是「預判」,沒有絕對的百分之百,只希望從經驗中,累積「精準度」。

 

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vMaker編輯部

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