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当重庆气象遇到百度智能云:天有可测风云

随着炎炎夏日的来临,相信许多读者朋友都已经注意到,手机上关于雷雨天气、山洪、地质灾害的预警提示也开始变得愈发频繁,一些降雨量大的地区甚至已经出现了灾情。而如果我们可以事先预知天气情况,提前采取预防措施,显然就能极大地减少财产损失,更好地保护民众的人身安全,甚至还能以此帮助农业增收,改善生态环境,助力脱贫攻坚。

虽然天气预报与人们的生产生活和衣食住行紧密相关,但是俗话说“天有不测风云”,由此可见,要想提前预知变幻莫测的天气,其实并不是一件容易的事情。尤其是冰雹、雷暴大风等强对流天气,来得快,去得也快,一直都是天气预报的难点。

2018年8月6日强对流天气致使渝北区兴盛大道工棚倒塌

然而,重庆市气象局对2019年几次冰雹、雷暴大风强对流天气的预报命中率居然达到了100%,做到了“天有可测风云”。

那么问题就来了:这样高的命中率,究竟是依靠什么科技实现的呢?下面就由趣味科技来为大家揭晓答案。

中国第一个国家级气象机构的诞生

“目前,在所有的预测科学里,天气预报准确率是最高的。”重庆市气象局局长顾建峰向趣味科技介绍道,气象部门发布的天气预报,大家一定要相信,因为努力做好天气预报,不断提高预报精准度,服务好经济社会发展和公众生产生活,是气象人不变的“初心”。

事实上,我国历史上第一个国家级气象机构——中华民国中央气象局——就是在重庆成立的,包括近代许多著名的气象科学家,也都是在重庆成长起来的。从中央气象局的前身中央研究院气象研究所的所长竺可桢,到新中国首任国家气象局局长涂长望,再到中国现代多位大师级的气象学家,莫不如是。

“所以我们有一种情怀:发展智慧气象,重庆当仁不让。”顾建峰表示。

重庆气象与百度智能云的携手

简单来讲,传统气象预报主要包括三个步骤:第一步是通过地面气象站、卫星、雷达等对天气情况进行监测;第二步是将监测得到的海量数据,自动传输到超级计算机里进行计算得到数值预报;第三步是预报员通过分析数值预报和实况,结合实践经验,得出最终的天气预报结果。

“之前我们天气预报的准确率,最高还不到80%。而且受到数学、物理、热力学基础理论的发展限制,数值预报精准度很难有大的突破。这个时候,我们和百度智能云的合作也就应运而生。”顾建峰表示。

“AI(Artificial Intelligence)人工智能技术,非常适合用来处理信息量非常大的数据。”百度智能云技术人员向趣味科技介绍道,“AI天气预报是基于海量气象数据做出的预测,而且历史数据样本越多,机器学习效果越好,预报精准度就越高。这个过程中还涉及到大量的模型训练和一些算法,再跟预报员的经验叠加在一起,就能把准确率进一步提高。”

“百度将积极应用人工智能(AI)、大数据(Big Data)和云计算(Cloud Computing)这‘ABC’三位一体技术,助力重庆智慧气象发展,推进气象业务和服务革新。”百度副总裁、百度智能云事业群组总经理尹世明表示。

据了解,百度智能云与重庆市气象局于2018年开始合作。凭借百度智能云在云计算、大数据、人工智能等领域的技术积累,双方正着力建立气象云资源中心,打造气象AI深度学习平台,深度开发智慧气象应用,加速重庆智慧气象发展,努力把项目做成AI人工智能技术在气象领域落地的经典范例。

重庆市气象局与百度签署合作协议共推智慧气象

强强联手 累累硕果

目前,重庆地质灾害隐患点有16000余个,大江大河防洪薄弱点300余处,森林火灾隐患点4000余处。为此,重庆市气象局联合百度智能云,建立了以天枢·智能探测系统、天资·智能预报系统、知天·智慧服务系统、御天·智慧防灾系统为核心的智慧气象“四天”系统,对传统的预报服务方式进行了大规模的升级改造。

那么重庆气象与百度智能云的“强强联手”,最终结出了怎样的累累硕果?

首先,共建大数据平台和气象云资源中心,存储和分析通过高空勘测、地面勘测搜集的大量数据。重庆现有地面勘测站2000多个,还对接了8颗风云卫星数据,自建有4部多普勒雷达,天枢系统采集完这些数据后,先进行初步的加工处理,为实况监测和天气预报预警等业务应用提供基础大数据。这样做的好处是存储量大,速度快,提供了强有力的底层支撑保障。

天资·智能天气预报系统

其次,基于百度飞桨(PaddlePaddle)深度学习平台,双方建立了气象AI深度学习平台,支持气象预报的模型训练,有利于提升天气预报精准度。

相对传统预测技术,通过百度智能云的智能预测, 2018年全年月温度预测评分提高4分,月降水预测评分提高 12分,2019上半年的月温度预测评分提高16分,月降水预测评分提高6分,取得了显著的效果。

相对传统预报手段,通过人工智能技术对冰雹、雷暴大风、短时强降雨等强对流天气进行智能预报,可以提前一个小时以上进行预警,能有效减轻灾害损失。经检验,AI人工智能技术对0─2小时20dBZ以上雷达回波预报的准确率,较传统预报方法提升了40%。

第三,“御天”智能预警信息发布系统通过百度智能云短信平台进行信息发布,预警信息由每秒160条大幅提高到每秒3000条,将预警信息发送给160万预警责任人,以前要2个多小时,现在只需要9分钟左右,显著提升了发布速度。预警信息的快速、广泛发布,能够有效地保障人民群众的生命财产安全。

御天·智能预警信息发布系统

举个例子,2019年6月21日暴雨天气,涪陵区预警中心在凌晨4时50分发布暴雨黄色预警信号,到了早上9时左右,降雨量已经达到了六七十毫米,预警中心又对乡镇、村社开展了叫应服务,村级气象信息员收到信息后立即对地质灾害隐患点进行排查,发现确实有危险的情况,马上动员涉及的9户人家25人转移。还在转移路上的时候,一个滑坡点就垮下来把房子都埋了,真是千钧一发。每年的汛期,这种及时挽救人民群众生命的事例都有很多。

2018年7月4日石柱县暴雨诱发山洪围困杨东河电站值班室

智慧气象将大展身手

虽然重庆气象与百度智能云的强强联手已经初见成效,但是双方的目标显然并不局限于此。那么放眼未来,智慧气象还可以在重庆发挥怎样的作用呢?

顾建峰透露,2019年7月11日,中国气象局局长刘雅鸣和重庆市市长唐良智签署了“新时代重庆气象现代化合作备忘录”,里面重点谈到了未来将要实施的六大工程:

1. 共同实施智慧气象工程,助力重庆在推进新时代西部大开发中发挥支撑作用。重点建设天枢·智能气象探测系统、天资·智能气象预报系统、知天·智慧气象服务系统和御天·智慧气象防灾系统。

2. 共同实施内陆开放高地建设气象保障工程,助力重庆在推进共建“一带一路”中发挥带动作用。重点开展城市综合气象观测系统示范建设,开展重庆国土空间开发适宜性、资源环境承载力、城市空间布局优化研究,开展气候可行性论证,建设重庆“一带一路”和长江经济带智能化气象监测预报服务系统。

3. 共同实施生态文明建设气象保障工程,助力重庆在推进长江经济带绿色发展中发挥示范作用。重点开展人工影响天气大气污染防治野外科学试验,建设以卫星遥感为主的生态气象监测系统、长序列气候大数据分析系统和智慧生态气象服务系统,建立生态气候资源分析评估系统。

4. 共同实施乡村振兴气象保障工程,助力重庆解决“两不愁三保障”突出问题和打赢精准脱贫攻坚战。重点完成贫困地区气象防灾减灾能力建设,提升智慧农业气象服务能力,围绕重庆发展山地特色高效农业、实施“十百千”工程和促进农业“接二连三”提供精细化、直通式农业气象服务,开展精细化农业气候区划,创建优质农产品气候品质品牌,创建气候宜居宜游乡村品牌。

5. 共同实施城乡融合一体化气象防灾减灾救灾工程,提高重庆防范化解重大自然灾害风险能力。加快建设精准靶向发布的智能化突发事件预警信息发布系统,建设智能化地质灾害气象风险预警系统,建设面向决策、公众和行业的智慧气象服务系统,建设智能化人工影响天气业务系统。

6. 共同建设重庆三峡国家气象公园,助力重庆“行千里·致广大”。深度挖掘重庆自然山水和历史文化两大“本底”,加快推动重庆立体气候资源向旅游资源、养生资源和生态产业资源转化;高水平高标准规划设计重庆长江、嘉陵江、乌江流域气象旅游景观景点,高质量高品质建设江津、铜梁、巫山、万州、涪陵、北碚、酉阳等气象主题公园,推进国家气候养生旅游示范基地建设和气象台站“巴渝化”建设。

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