官菁

逆風(fēng)是一種考驗(yàn)。

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮里，人類始終在逆風(fēng)前行。面對(duì)全球共同關(guān)注的挑戰(zhàn)——自然災(zāi)害、貧窮、健康、教育、環(huán)境等等，人類一直在努力，讓技術(shù)釋放更大的潛能，尋找這些問題的答案，用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造更好的生活環(huán)境。

這是人類的選擇，這是技術(shù)的使命。

起風(fēng)了

2019年初夏，天津大學(xué)模式識(shí)別與智能系統(tǒng)專業(yè)的王琮和他的同學(xué)們組成團(tuán)隊(duì)，參加了一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的比賽——“風(fēng)云氣象衛(wèi)星科學(xué)算法創(chuàng)新大賽”，他們使用被譽(yù)為民用衛(wèi)星業(yè)務(wù)服務(wù)典范的風(fēng)云衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，選擇國計(jì)民生領(lǐng)域相關(guān)的遙感應(yīng)用課題，開始了更先進(jìn)的智能算法的研發(fā)。

在200多支參賽隊(duì)伍中，王琮他們選擇了臺(tái)風(fēng)主題，將《基于深度學(xué)習(xí)的臺(tái)風(fēng)定位算法》作為參賽課題。

“幾年前的一個(gè)夏天，我家來了一場超級(jí)臺(tái)風(fēng)，小區(qū)地下室的水淹到了房頂。那時(shí)，我第一次感受到氣象專業(yè)的價(jià)值所在。”

親歷過臺(tái)風(fēng)威脅的王琮，想要用自己的專業(yè)做出一點(diǎn)事情。他希望通過算法，精準(zhǔn)地預(yù)測臺(tái)風(fēng)路徑，及時(shí)提醒當(dāng)?shù)鼐用穹罏?zāi)避災(zāi)，從而降低自然災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡。

目前的臺(tái)風(fēng)預(yù)測系統(tǒng)還存在著諸多限制。

比如，目前的天氣預(yù)報(bào)是在大氣物理模擬仿真基礎(chǔ)上進(jìn)行的，基于精細(xì)化網(wǎng)格的多種觀測數(shù)據(jù)為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)帶來了龐大的數(shù)據(jù)量，實(shí)現(xiàn)大氣模型的綜合數(shù)據(jù)處理一直是氣象業(yè)務(wù)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

其次，臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降水等自然災(zāi)害的應(yīng)急響應(yīng)要求高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心處理能力及預(yù)報(bào)系統(tǒng)需要變革發(fā)展。

最后，底層IT系統(tǒng)擴(kuò)展能力、處理芯片承載數(shù)據(jù)能力的不足，給以人工智能為基礎(chǔ)的預(yù)測和預(yù)報(bào)帶來了壓力。

為進(jìn)一步發(fā)揮風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用效益、挖掘衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用潛力，中國氣象局聯(lián)合中國國家航天局、中國科學(xué)院和中國航天科技集團(tuán)有限公司，共同舉辦風(fēng)云衛(wèi)星科學(xué)算法創(chuàng)新大賽，聚合各方智慧，為風(fēng)云衛(wèi)星遙感應(yīng)用提供科技支撐。

風(fēng)云氣象衛(wèi)星在近50年的發(fā)展歷程中，整體上實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化、系列化的發(fā)展，完成了從“試驗(yàn)應(yīng)用型”向“業(yè)務(wù)服務(wù)型”的轉(zhuǎn)化，風(fēng)云氣象衛(wèi)星與歐美等國的業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星已成為全球地球觀測系統(tǒng)的重要手段。

風(fēng)云衛(wèi)星在國家生態(tài)文明建設(shè)、服務(wù)防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化等方面做出了突出的貢獻(xiàn)。

隨著衛(wèi)星技術(shù)、載荷技術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理和反演水平的提升，風(fēng)云衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)不僅為我國近100個(gè)行業(yè)2600多家用戶提供服務(wù)，同時(shí)也為104個(gè)國家和地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

逆風(fēng)而行

隨著決賽倒計(jì)時(shí)一天天臨近，緊張、壓抑、挫敗，成為了天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)的情緒主旋律。

“備賽過程恰逢今年最大的臺(tái)風(fēng)利奇馬登陸，相關(guān)的新聞隨處可見，對(duì)我們來說是鞭策，也是壓力。它讓我們明白正在做的事情的意義，也明白肩上擔(dān)負(fù)的責(zé)任。”王琮說。

預(yù)測臺(tái)風(fēng)，并不容易。首先需要收集大量的氣象數(shù)據(jù)，認(rèn)知臺(tái)風(fēng)圖形態(tài)特征，建立對(duì)臺(tái)風(fēng)的合理客觀描述，構(gòu)建智能化的臺(tái)風(fēng)識(shí)別及定位算法，專業(yè)、耐心、技術(shù)，一個(gè)都不能少。

“有時(shí)候我們要花上一整晚的時(shí)間等待運(yùn)算結(jié)果。當(dāng)結(jié)果達(dá)不到預(yù)期的時(shí)候，就要分析、修改，再重來，一次又一次?！?同學(xué)們說，“后來，我們使用了主辦方開放的華為云遠(yuǎn)程服務(wù)器平臺(tái)?！碧旖虼髮W(xué)團(tuán)隊(duì)在華為云服務(wù)器的幫助下，將巨量的遙感氣象數(shù)據(jù)在云服務(wù)器上運(yùn)行處理，算法開發(fā)的效率提升了將近20倍?！霸朴?jì)算幫助我們釋放更多精力在算法研究上?！?同學(xué)們感嘆。

風(fēng)云氣象衛(wèi)星在近50年的發(fā)展歷程中，整體上實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化、系列化的發(fā)展，完成了從“試驗(yàn)應(yīng)用型”向“業(yè)務(wù)服務(wù)型”的轉(zhuǎn)化。

這次大賽的決賽平臺(tái)采取了云端部署的模式，旨在培養(yǎng)未來一代科研人員在云上做遙感數(shù)據(jù)處理的習(xí)慣。

然而，由于計(jì)算能力、模式精度、資料和技術(shù)有限，目前我國的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)研究與國際水平相比還存在著一定差距，氣象遙感數(shù)據(jù)的綜合利用、前沿學(xué)科研究的深度和廣度仍有更長的路要走，需要更多研究人員來參與。

中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心研究員、風(fēng)云三號(hào)應(yīng)用副總設(shè)計(jì)師胡秀清說：“本次大賽也是希望通過高質(zhì)量氣象遙感數(shù)據(jù)的推廣使用，拓展風(fēng)云氣象衛(wèi)星全球數(shù)據(jù)的遙感應(yīng)用范圍，提升風(fēng)云衛(wèi)星應(yīng)用效益和在國內(nèi)外各行業(yè)的影響力，帶動(dòng)國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)和高技術(shù)公司廣泛使用國內(nèi)自主遙感數(shù)據(jù)并解決國計(jì)民生領(lǐng)域遙感應(yīng)用問題?！?/p>

云技術(shù)賦能后的氣象遙感行業(yè)，可以綜合利用多元數(shù)據(jù)，用高度集成和靈活配置的算法，打造更精準(zhǔn)、更迅速的災(zāi)害預(yù)測，中國的氣象科研事業(yè)，正全力朝著氣象強(qiáng)國的方向前行。

對(duì)于我國氣象遙感行業(yè)來說，這是一個(gè)全新時(shí)代的開端。

未來，華為云將協(xié)助中國氣象局及合作單位，打造基于云技術(shù)+AI的科研服務(wù)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，面向科學(xué)研究人員開放，該平臺(tái)將在公有云上存儲(chǔ)海量遙感數(shù)據(jù)，科研人員通過算法的線上運(yùn)行，享受分布式云存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)計(jì)算資源的強(qiáng)力支撐，多方聯(lián)手實(shí)現(xiàn)國內(nèi)第一家基于云架構(gòu)遙感服務(wù)，打通運(yùn)行模式和生態(tài)的機(jī)構(gòu)。

王琮表示，經(jīng)過反復(fù)的優(yōu)化和調(diào)試，他們提出的算法使臺(tái)風(fēng)中心定位誤差大幅降低，經(jīng)度誤差和緯度誤差被控制在0.2282度及0.2671度之下。目前，王琮和他的同學(xué)們已上傳了全部比賽資料，等待著比賽的最終結(jié)果揭曉。

盡管有些緊張，但當(dāng)時(shí)同學(xué)們還是非常期待比賽結(jié)果和成果發(fā)布會(huì)。指導(dǎo)老師和團(tuán)隊(duì)的每一位同學(xué)希望與更多志同道合的氣象人一起切磋交流，展望云與AI等新技術(shù)在應(yīng)用于氣象領(lǐng)域后，將會(huì)對(duì)研究方式方法產(chǎn)生怎樣的改變。

這次比賽只是一個(gè)起點(diǎn)，氣象預(yù)測的未來，道阻且長，一切等待，都將是值得的。