天氣的求生欲:變臉再快卻難逃AI“慧眼”?

天氣的求生欲:變臉再快卻難逃AI“慧眼”?

最近,周圍人都變得像英國人一樣紳士,見了面先聊天氣。2019年的冬天來得比預想的更早一些,從氣象預報圖來看,北京的溫度奔著馬裡亞納海溝而去,一路“觸底”氣溫比例尺最深色,形象一點說,凍得“發黑”了。

手指摁住圖片,不斷拉長放大,960萬平方公里的土地隨著經緯度呈現出斑斕的色差。天氣預報自古便是人類社會的剛需,古人要“靠天吃飯”,移動互聯網時代,挑剔的網民為定製氣象服務餵養出了千億級的市場。大到交通運輸,小的外賣快遞的準時送達、飲料銷售的預測,都和天氣息息相關。不誇張的說,氣象影響著人類80%左右的經濟活動。

這也許是另一個奧林匹克賽場。人類對天氣預報的追求向來是更快更準確,從肉眼一路進化到圓滾滾升上3萬米高空的探空氣球,再到造價昂貴氣象探測衛星和雷達,最前沿的科技挨個送上門,一點點把預報從“天上鉤鉤雲,地上雨淋淋”的諺語變成了一串持續精確的數字。

今天,能把預報的準確度在小數點後再推動好幾位的,是AI。

如何用AI揣測“天意”

要揣摩“天意”並不容易。在氣象部門,海量數據和數百萬條代碼總能輕易佔滿計算設備的所有可用資源。以重慶市氣象局為例,目前他們對接了8顆觀測衛星、自建4部多普勒雷達和2000多個地面氣象觀測站,與周邊省份氣象部門共享10部多普勒雷達和近萬個地面觀測站的數據。

要存儲和計算這些數據,成了氣象部門亙古不變的難題。此前,中國氣象局曾對外公佈過其“計算”需求:高性能計算系統峰值運算速度要不低於8000萬億次每秒。

能吃掉龐大數據並良好消化的,只有AI。

重慶市氣象局的工作人員盯上了百度智能雲。擁有自主研發人工智能平臺“飛槳”(Paddle Paddle)的百度,在人工智能技術上的應用走在全球最前沿。AI技術發展到今日,尤其在人臉識別領域已經廣泛應用。重慶市氣象局的工作人員動了心思,如果人臉都可以變成一串數字的話,那麼雲、霧、霾、溫度是不是也可以呢?

一拍即合的雙方決定結合氣象知識來搭建算法模型,將過往10年來的全部氣象數據都調動出來,用於百度AI的模型,成為其成長的“養分”。

無獨有偶。被西伯利亞冷空氣和副熱帶高壓,搞得氣溫如股市圖一般動盪的杭州,也決定嚐鮮“天臉識別”。杭州氣象局的工作人員同樣找到了百度智能雲,他們決定“餵養”一個最懂“天臉”的AI系統。

分佈全國的28個站點拍攝的100萬張氣候圖片,是百AI系統的食材,經過氣象人員篩選,2萬張氣候圖片被送進了“後廚”——百度EasyDL定製化訓練和服務平臺對其進行處理,最終進了AI系統的肚子。

AI進食的速度也一騎絕塵,電腦屏幕看起來就像電影《黑客帝國》那樣,一個勁兒地從上往下掉字符。

消化後,長大的百度AI系統開始反哺。它堪比最資深的氣象預報員,20多種雲狀、11種雲量、霜露、結冰、霧霾……看雲測雪識霜,樣樣精通,反應迅捷,且全年無休,給點電就上崗。

百度AI和傳統數值天氣預報的差異也正是在這裡。事實上,數值天氣預報的方程組雖然能演算,但卻是把實際情況抽象成理想的數學物理模型,很難真實而全面地反應大氣運動規律。比如,在地形地勢複雜的重慶,數值演算則會常常難以精確準確,就像是打了馬賽克會丟失一部分信息。

而百度AI則是通過模型訓練,記住各種氣象數據和未來一段時間內天氣情況的對應關係,從而實現對未來的預判。龐大的數據量支撐起了這份給地球科學“算命“的工作,杭州氣象局目前已實現了24小時的“天臉識別”,且準確率不輸人工觀察。

重慶市氣象局與百度智能雲共同打造了智慧氣象“四天”系統進一步展現了百度AI識“天臉”的能力。

重慶市氣象局的工作人員拿百度人工智能預測的結果和他們正式發佈的結果相比,發現兩小時內的“短臨預報”準確率提升了40%,對氣候的溫度預測準確率提高了16%。面對極端天氣的預警速度,從原來的兩個小時提升到了9分鐘。

天氣的求生欲:變臉再快卻難逃AI“慧眼”?

(攝像機正在為AI系統捕捉氣候圖片“食材”)

科幻作家劉慈欣在小說《球狀閃電》中描述過這樣一種天氣預報:故事的主人公從氣象學院畢業後開發了一種系統,可以用來探測龍捲風,並且把即將生成的龍捲風扼殺在搖籃之中。這個系統很快被推廣到全世界。

在AI的加持下,暢想也許將從科幻小說真正走入萬家燈火的人間。

從“用電量”到“用腦量”

無論是杭州亦或重慶,AI“天眼”都已從想象落到了現實。天氣預報的準確率在沒有使用百度AI之前已經達到了一個相當可觀的程度。但就如重慶氣象局的工作人員所說,氣象雷達每6分鐘就完成一次掃描,衛星掃描頻率稍微低一點15分鐘左右。但與之相對的,是人在其中越來越感到乏力的局面,“氣象監測的數據量非常大,地面的、高空的,即便經驗豐富的預報員,知道該看哪幾個關鍵點,也根本看不過來,所以人工智能正好能解決人在這方面的瓶頸。”

這是AI落地真正的意義。並非取代人類,也無關任何噱頭,而是充分利用人腦的智慧,讓機器完成更多無法觸及的事,最終服務於人,讓人類生活更加美好。

AI這個詞已不再新鮮,落地和商業的可能性卻始終在整個行業喧囂著。這個年代,屏幕熒光晝夜閃爍,數據熙攘喧鬧,應用和技術生生死死,對AI來說,沒什麼比科學地成熟更重要。

最早佈局AI產業的百度有一種觀點,AI正在滲透不同的產業,切切實實融入生產、生活,逐漸從融資PPT裡的加粗字眼變成看得見摸得著的應用。AI在迅速被大眾談及、瞭解的過程中,也從一個新生的高科技產業,逐漸明確為賦能其他產業、推動產業高質量發展的"新動能"。

天氣的求生欲:變臉再快卻難逃AI“慧眼”?

(在重慶市氣象局,氣象實況與AI預報對比)

或者說,AI就像這個時代的造血幹細胞,隨著它的流動、裂變、生長,將會在不同產業激發出新的生命力。

在百度創始人、董事長兼首席執行官李彥宏看來,AI時代主要是由數據、算法和算力在不斷推動的。某種意義上講,“我們過去講‘用電量’是衡量一個經濟是否繁榮、是否健康的指標,今後則可以用‘用腦量’來衡量一個行業智能化的程度。”

在重慶氣象局,如今最活躍的就是那顆來自百度智能雲的“大腦”。它以大存儲、高算力、穩定,將氣象工作人員從重複、低效和繁重的腦力判斷工作當中解放出來。讓重慶市變幻莫測的天氣變得更可感可知,最終在防災減災、農業發展、工業生產以及第三產業日常經營中讓天氣的力量發揮更大的作用。

一個直觀的數據是,在2019年的幾次冰雹、雷暴大風強對流天氣過程中,百度AI對冰雹、大風識別命中率達到100%。基於百度AI精準的“識天臉”能力,重慶市氣象局進一步完善了自身的四級預警體系(市、區、鄉、村)。目前,在災害發生之前,重慶市氣象局能通過百度智能雲的短信平臺以每秒3000條的速率將預警短信通知到第一負責人。

當然,要更好地讓天氣預報影響生產生活,還需要讓AI天眼通過吃下更多數據,從而不斷優化精確。這個過程也許還需要一定時日,畢竟AI從嬰兒走向成熟需要的是龐大的數據、不斷優化的算法算力,以及科學家經年的努力。但就像從北極或者南極往赤道前進,一開始終年冰天雪地,慢慢走就會四季分明,到赤道就不再會有冬天。


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