“未來三天,西南地區(qū)東部、西北地區(qū)西部和東南部、江漢等地自西向東將有中到大雨。其中,四川盆地東部、陜西南部、江漢等地局地有暴雨或大暴雨……”
這是中央氣象臺每天都會發(fā)布的《天氣公報》,如果你經(jīng)常關(guān)注天氣預(yù)報,可能對此已經(jīng)非常熟悉。在天氣預(yù)報節(jié)目中,主持人在屏幕前“指點(diǎn)江山,激揚(yáng)文字”的背后,依據(jù)的就是這份《天氣公報》。但你或許不知道的是,自去年開始,《天氣公報》就由人工智能來制作。
近年來,國內(nèi)外人工智能在天氣預(yù)報領(lǐng)域的應(yīng)用出現(xiàn)爆發(fā)式增長,人工智能預(yù)報天氣已成為熱門話題,甚至有科研團(tuán)隊(duì)稱研發(fā)出新算法,能提前一周預(yù)測臺風(fēng),這或許意味著人工智能在天氣預(yù)報方面已經(jīng)開始發(fā)力。它的表現(xiàn)如何?會比人類預(yù)報得更準(zhǔn)確嗎?
在很多人的印象中,過去經(jīng)常在天氣預(yù)報里聽到“局部地區(qū)”。例如局部地區(qū)有陣雨、局部地區(qū)有暴雪等?,F(xiàn)在,天氣預(yù)報中提到“局部”的次數(shù)變少,地點(diǎn)和時間比較精確的預(yù)報變多,這是我國大數(shù)據(jù)計算能力不斷提升的結(jié)果。
“天氣預(yù)報是預(yù)測科學(xué),不可能100%準(zhǔn)確?!敝醒霘庀笈_副臺長宗志平說,天氣預(yù)報的本質(zhì)是根據(jù)已知的氣象條件,用超級計算機(jī)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)計算,但計算結(jié)果與真實(shí)天氣狀況之間不可避免地存在偏差。把天氣預(yù)報得更準(zhǔn)確,就是一個不斷縮小計算結(jié)果與真實(shí)情況差距的過程,這是現(xiàn)實(shí)世界中的難題。
人工智能提供了一種解決難題的新思路。“天氣預(yù)報本身就是大數(shù)據(jù)問題,涉及不同時間和空間上的海量數(shù)據(jù),這正是人工智能非常好的應(yīng)用場景?!敝袊鴼庀缶直本┏鞘袣庀笱芯克彼L陳敏認(rèn)為,可以用人工智能算法把超級計算機(jī)的預(yù)報結(jié)果盡可能地、自動地、不用人工干預(yù)地修正到與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)更接近,以達(dá)到“天氣預(yù)報越來越準(zhǔn)”的終極目標(biāo)。
“人工智能這么火,我們不用新技術(shù)就落伍了?!敝醒霘庀笈_臺風(fēng)與海洋氣象預(yù)報中心副主任錢奇峰稱,將人工智能應(yīng)用到天氣預(yù)報在全球范圍內(nèi)都是熱門話題。2018年的世界氣象日主題就是“智慧氣象”。中國氣象局黨組書記、局長劉雅鳴指出,要充分應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),建設(shè)全覆蓋、智能化的氣象預(yù)報業(yè)務(wù)體系,做出更精準(zhǔn)的天氣預(yù)報。
與人工智能應(yīng)用爆發(fā)式增長而來的是,氣象預(yù)報員對于自身價值的擔(dān)憂:人工智能最終會取代預(yù)報員嗎,人工智能會對氣象預(yù)報甚至整個氣象行業(yè)帶來顛覆式變革嗎,未來預(yù)報員的價值何在?
中國氣象局國家氣象中心高級工程師朱文劍并不否認(rèn)人工智能的“強(qiáng)悍”,比如美國關(guān)于雷暴生命史的實(shí)時預(yù)測模型,做出的預(yù)報結(jié)果已經(jīng)明顯優(yōu)于人的主觀經(jīng)驗(yàn),調(diào)查表明在該項(xiàng)業(yè)務(wù)上,預(yù)報員在面臨模棱兩可的情況下,更愿意相信人工智能的預(yù)報結(jié)果。
圖 /東方 IC
不過在朱文劍看來,未來預(yù)報員與人工智能的關(guān)系一定是和諧且融洽的,“盡管在圍棋等領(lǐng)域人工智能現(xiàn)在已經(jīng)可以完勝人類,但目前其仍處于弱人工智能階段,當(dāng)它能通過圖靈測試后才算進(jìn)入強(qiáng)人工智能的范疇?!?/p>
朱文劍說,現(xiàn)在的人工智能幾乎都還局限于僅能夠有效完成專業(yè)任務(wù)的“狹義人工智能”范疇。而天氣氣候系統(tǒng)是一個耗散的、具有多個不穩(wěn)定源的高階非線性系統(tǒng),其復(fù)雜的內(nèi)部相互作用和隨機(jī)變化導(dǎo)致天氣氣候的可變性和復(fù)雜性,而且其初值、邊界值、輸入、輸出、物理機(jī)制等都不是百分之百確定的。人工智能要處理如此多的變量和不確定性顯然面臨不小的挑戰(zhàn)。
“可以說,在目前的弱人工智能背景下,有多少‘智能’,背后就有多少‘人工’?!敝煳膭φf。因?yàn)槿斯ぶ悄軕?yīng)用包含了大量的數(shù)據(jù)挖掘分析、模型訓(xùn)練學(xué)習(xí)、檢驗(yàn)反饋等工作,而這些工作目前基本都是由人類指導(dǎo)或訓(xùn)練機(jī)器完成的。
朱文劍還打了一個很生動的比方:在弱人工智能背景下,人工智能更像是預(yù)報員的嬰兒。嬰兒從剛出生時大腦一片混沌、不諳世事,到后來慢慢具備爬行、走路、說話等能力,這個過程其實(shí)和人工智能的發(fā)展是非常相似的。
但當(dāng)嬰兒長大成熟了,即一個人工智能模型被訓(xùn)練好后,就可以讓預(yù)報員減少很多繁瑣的工作,并享受更準(zhǔn)確的預(yù)報結(jié)果。從這個意義上說,未來預(yù)報員就是人工智能的“爸爸媽媽”。
雖然人工智能在天氣預(yù)報方面發(fā)揮著重要作用,但在招攬優(yōu)秀的人工智能人才方面卻不怎么討喜。專家指出,目前人工智能領(lǐng)域存在嚴(yán)重的人才分布不均衡情況。出于行業(yè)熱度和薪資等原因,優(yōu)秀的人工智能人才聚集在自動駕駛、計算機(jī)視覺等領(lǐng)域,而礦業(yè)勘探、天氣預(yù)報等領(lǐng)域卻很難聚集頂尖人才。
“我們需要的人工智能人才不一定需要接受過系統(tǒng)的大氣科學(xué)教育,也不用特別深入地了解天氣的機(jī)理,只需了解一些基本天氣知識、掌握人工智能工具和算法,能夠從數(shù)據(jù)出發(fā),挖掘規(guī)律、深入分析。”陳敏認(rèn)為,無論是人才厚度還是技術(shù)使用深度,人工智能完全融入氣象行業(yè)仍需時日。
宗志平有著不同的觀點(diǎn)。他介紹,氣象是十分復(fù)雜的系統(tǒng),受影響的因素很多。比如降雨,即便水汽、濕度條件都得到滿足,但大氣沒有抬升水汽無法凝結(jié),空氣中沒有“凝結(jié)核”,雨滴也不會長大掉落地面。因此,既懂氣象知識又有人工智能知識背景的復(fù)合型人才,是發(fā)展“智慧氣象”最理想的人選。
宗志平表示,目前,中國氣象局相關(guān)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與清華大學(xué)等合作開展人工智能技術(shù)研發(fā)工作,國家級氣象部門聯(lián)合組建了智能預(yù)報服務(wù)原型系統(tǒng)團(tuán)隊(duì),國家氣象中心一批資深預(yù)報首席、年輕研發(fā)型預(yù)報員、IT工程師共同組成了大數(shù)據(jù)及智能預(yù)報團(tuán)隊(duì)。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,這支隊(duì)伍的力量也會不斷加強(qiáng)。(據(jù)《人民日報》《中國青年報》)