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GraphCast

GraphCast 是一款用于全球天气预报的 AI 模型,可在不到一分钟的时间内提供具有前所未有准确性的 10 天预报。它显著优于传统系统,能更早地发出关于气旋和热浪等极端天气事件的预警,现已开源以造福全球科学界。

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GraphCast 代表了气象科学的一项重大进步,它利用最先进的 AI 模型来提供更快、更准确的全球天气预报。该模型由 Google DeepMind 开发,能够以惊人的精度预测长达 10 天的天气状况,超越了行业黄金标准天气模拟系统——欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 的高分辨率预报 (HRES)。

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GraphCast 的核心创新在于其深度学习方法。GraphCast 不依赖复杂的物理方程和超级计算机,而是通过数十年的历史天气数据进行训练。通过分析海量数据集,它学习了支配地球天气演变的错综复杂的因果关系。该模型采用了图神经网络 (GNN),这是一种特别适合处理空间结构化数据的架构,使其能够以 0.25 度的经纬度高分辨率进行预测,覆盖全球超过一百万个网格点。

GraphCast 的能力超出了通用预报。它可以为极端天气事件提供更早的预警,包括更准确地预测未来更长时间内的气旋路径,识别与洪水风险相关的 атмосферные реки(大气河流),以及预测极端温度的发生。这种增强的预测能力有可能通过改进的准备工作挽救生命,并减轻严重天气对社区的影响。

虽然 GraphCast 的训练在计算上非常密集,但由此产生的预报模型效率很高。它可以在一台 Google TPU v4 机器上在一分钟内生成 10 天的预报,这与传统数值天气预报 (NWP) 系统在超级计算机上所需的数小时计算时间形成了鲜明对比。在性能评估中,GraphCast 在超过 90% 的测试变量上显示出比 HRES 更高的准确性,而在对预报最关键的大气层——对流层中,其准确性更是达到了令人印象深刻的 99.7%。

Google DeepMind 已将 GraphCast 的模型代码开源,使全球科学家和预报员都能使用这一强大工具。此举旨在加速 AI 驱动的天气预测研究和开发,从而为数十亿人带来更广泛的惠益。ECMWF 已经在试验 GraphCast 的预报,这凸显了其即时实际应用和进一步整合到业务天气服务中的潜力。

  • 类别科学发现与实验室工具
  • 定价模式开源
  • 部署云端
  • 平台网页版

  • 10 天全球天气预报

  • 前所未有的预测准确性

  • 一分钟内生成预报

  • 优于行业黄金标准系统 (HRES)

  • 极端天气事件早期预警

  • 准确的气旋路径预测

  • 大气河流识别

  • 极端温度发生预测

  • 高分辨率预报 (0.25 度)

  • 预测 5 种地表和 6 种大气变量

  • 开源模型代码

  • 利用图神经网络 (GNN)

  • 基于数十年的历史天气数据训练

  1. 访问模型:获取 GraphCast 模型代码和文档。

  2. 设置环境:配置必要计算环境和依赖项。

  3. 准备输入数据:收集过去 6 小时的历史天气数据和当前状况。

  4. 通过 API 集成:将模型的预报功能集成到您的工作流程中。

  5. 生成预报:运行模型以预测长达 10 天的天气状况。

  6. 分析输出:解读预测的天气变量和极端事件指标。

  7. 滚动预测:以 6 小时为增量顺序应用模型以进行扩展预报。

  • 中期天气预报
  • 极端天气事件预警
  • 可再生能源规划
  • 活动后勤管理
  • 灾害准备
  • 农业规划
  • 科学研究
  • 气候变化影响分析

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GraphCast 评价

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