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ECMWF称AI预报在地面温度上比物理模型最多提高20%,而印度气象局的2026年季节报告没有提到它5月12日推出的AI季风预报
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ECMWF称AI预报在地面温度上比物理模型最多提高20%,而印度气象局的2026年季节报告没有提到它5月12日推出的AI季风预报

插图:tuput

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ECMWF在2025年7月1日把一套AI集合预报投入业务运行,并报告它在地面温度上最多提高20%。2026年《科学进展》上的一项研究发现,另外三个AI模型在创纪录的高温、低温和大风上输给了一个物理模型。印度气象部门2026年5月12日推出了首个AI季风预报,却没有公布准确率数字。

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欧洲中期天气预报中心(ECMWF)在2025年7月1日把一套AI集合预报投入业务运行,一次51个预报,并称它在地面温度上比该中心的物理模型最多好20%。发布稿没有点明这个数字背后的评分方法和模型版本。十五个月之后,关于AI天气模型的公开证据分为三类:开发者给出的数字,外部团队给出的数字,以及,对于印度的首个AI季风预报,一份没有任何准确率数字的发布稿。

欧洲的AI集合预报与物理模型并行运行

集合预报,是从略有差别的初始条件出发的一组预报,所以各预报之间的离散程度,显示了这次预报有多大把握。ECMWF的人工智能预报系统(AIFS)在2025年2月底以单一预报的形式投入业务运行,7月1日又以51个成员的集合预报AIFS ENS投入运行。

ECMWF的发布稿说,AIFS ENS的格点为31公里,其物理集合预报是9公里。它仍然依赖物理系统的资料同化,也就是把观测融入大气初始图像的那一步。ECMWF说,它的运行速度快10多倍,耗能大约少1000倍。该中心预报与服务主任弗洛里安·帕彭贝格尔(Florian Pappenberger)说:“我们认为AIFS和IFS是互补的。”

ECMWF自己的评分表里也有落后之处

在2025年10月那期通讯里,ECMWF的Simon Lang和Linus Magnusson,用中心自己的分析场以及气象站和探空气球的观测,把AIFS ENS与物理集合预报IFS ENS作了比较。高空变量的改进最多达25%。2米气温在每个预报时效上得分都更好,24小时降雨在预报的前半段得分更好。对站点数据的10米风速,IFS ENS技巧更高,而在100 hPa(大气高层的一个层面)的温度上,AIFS ENS更差。

同一篇文章里还有2025年4月的两个个例。4月16日和17日的风暴汉斯(Storm Hans)期间,意大利北部和瑞士南部24小时内降雨最多达446毫米。两套集合预报都再现了降雨的分布,也都低估了峰值,AI集合预报偏差更大。作者点出格点大小,约30公里对约9公里,是一个可能的因素。4月30日,法国遭遇热浪,物理集合预报即使在短时效上也低估了它。AI集合预报更接近,ECMWF说正在调查物理系统为何不足。

2026年5月12日,ECMWF把AIFS v2与新的物理版本50r1一同启用。2026年5月的通讯报道,相对IFS 50r1,有效波高的误差下降了大约10%。通讯还说,更真实的垂直气流运动“并没有直接转化为更好的检验得分”。两套系统都是ECMWF自己建的,自己评分的,所以这些表格出自同一个机构。

谷歌、微软和英伟达发布自己的数字

谷歌DeepMind的GenCast,在2024年12月的一篇文章中随一篇《自然》论文一同介绍,在1,320种变量与预报时效的组合中,有97.2%比ECMWF的物理集合预报更准确,在36小时以后则是99.8%。DeepMind用截至2018年的数据训练它,用2019年的数据测试。2025年11月17日,谷歌宣布了WeatherNext 2,并称它在0至15天的变量和预报时效上,有99.9%胜过自己较早的WeatherNext模型。这个比较的对象是谷歌自己的上一代模型,而不是外部的系统。DeepMind另一个气旋模型,以及它2026年8月6日发表在《自然》上的论文,见我们关于WeatherNext气旋成果的文章。

微软的Aurora,2025年5月21日发表于《自然》,在0.1度格距下,10天内92%的目标上胜过ECMWF的高分辨率物理预报IFS HRES。对于2022年和2023年的风暴,它在五天气旋路径的全部目标上,100%胜过七个业务中心。作者说,在最短的预报时效上,HRES在许多目标上胜过Aurora,Aurora的初始条件仍需要传统的资料同化系统,集合版本也尚未建成。数位作者为微软工作或持有其股票,论文对此作了说明。

英伟达的Earth-2开放模型系列,2026年1月26日宣布,称其中期模型在最常见的变量上,“在标准基准测试”中优于领先的开放模型。这篇文章没有说是哪些基准。它唯一量化的用户成果,来自以色列气象局局长Amir Givati,他报告在2.5公里分辨率下,与在CPU集群上运行的传统物理模型相比,计算时间减少了90%。

外部测试发现差距在极端事件上

Zhongwei Zhang、Erich Fischer、Jakob Zscheischler和Sebastian Engelke在2026年的《科学进展》上撰文,把GraphCast、Pangu-Weather和Fuxi这三个确定性AI模型,与ECMWF的HRES比较,对象是创纪录的高温、低温和大风。几乎在所有预报时效上,HRES的误差都更低。AI模型低估了创纪录事件发生的频率,也低估了它们的幅度,并且低估了高温纪录,高估了低温纪录。作者写道,这些模型在单独用于预警之前,还需要更多的检验。他们2025年8月的预印本说,其大部分分析只依据一个测试年份,即2020年,而且没有测试概率模型。

2025年5月,Y. Qiang Sun、Pedram Hassanzadeh等人发表在PNAS上的一篇论文,把FourCastNet模型重新训练,剔除了1979至2015年的全部3至5级热带气旋,然后用2018至2023年的20个5级风暴来测试。它没有预报出这些风暴的增强。对飓风“李”(Lee),预测的最低气压从未低于980 hPa,而参照数据是960 hPa。作者说,这项研究只涉及一个模型和一种极端事件。

在物理一致性方面,同一团队报告说,FourCastNet的风场和气压场违反了梯度风平衡,这是二者之间的一个基本联系。ECMWF的通讯列出了AIFS ENS第1版的相关缺陷,包括山区上空的气压值异常,以及干燥地区出现微弱的虚假降雨。

印度2025年的一次公布了评分的试验

2025年,印度农业和农民福利部向13个邦的3800万农民发送了每周的季风开始概率预报。Colin Aitken等人2026年3月9日的预印本介绍了方法,作者中有Michael Kremer、Pedram Hassanzadeh和William Boos。它把谷歌的NeuralGCM和ECMWF的AIFS,与一个依据印度气象局(IMD)过去雨量计记录建立的、反映农民预期的统计模型融合起来。2026年2月3日的一篇配套预印本说,在样本外测试中,AI模型能提前数周熟练地预测一项开始指数。

这些数字来自2000至2024年的留一年检验。在一周时效上,融合模型的布赖尔评分(衡量概率预报误差的指标)比仅用农民预期的模型改进了大约15%,比单纯的气候平均改进了25%。技巧随预报时效下降,但直到四周仍为正值。2025年,季风自5月29日起停滞了两周多,融合模型的得分比气候平均好约20%。

作者列出了一些注意事项。2000至2018年的测试年份与AI模型的训练年份重叠,这可能夸大准确率。事后挑选表现最好的模型,可能使评分偏高。2025年只有28个格点(每个宽2度)得到了预报。

印度2026年的发布,以及季节报告涵盖的内容

2026年5月12日,地球科学部国务部长吉滕德拉·辛格(Jitendra Singh)推出了地球科学部的两项产品,由IMD、浦那的印度热带气象研究所(IITM)和国家中期天气预报中心(NCMRWF)联合研制。印度新闻信息局(PIB)把第一项描述为IMD的首个AI驱动系统。它每周三发布季风推进的概率预报,最长提前四周,面向16个邦、3,000多个分区的农民。它结合了AI模型、延伸期预报系统和统计方法。

第二项是北方邦的一个试点,生成最长提前10天、分辨率1公里的降雨预报。它采用对雨量计、气象站、多普勒雷达和卫星数据的AI降尺度。PIB的发布稿没有给出这两项产品的准确率数字。稿中仅有的准确率数字描述的是常规预报,比如部长称过去十年里恶劣天气的预报准确率提高了近40%。IMD的气旋登陆误差是怎么变化的,见我们关于印度气旋预警的文章。

2026年7月23日,部长在联邦院的书面答复中说,实时运行的全球模型是IMD的GFS和NCMRWF的Mithuna,分辨率都是12公里,而巴拉特预报系统(Bharat Forecast System)是6公里。答复把这些称为数值天气预报系统。

IMD在2026年9月30日的季节报告里,把90%至92%长期平均的季节预报,与87%的实际结果作了对照评分。报告记录说,5月26日的喀拉拉邦开始日期预报(误差幅度为四天)没有命中6月4日的实际日期,这是2005年开始业务性开始日期预报以来的第二次落空。这个季节是如何展开的,见我们关于2026年季风的文章。报告没有提到AI季风推进产品。

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资料来源与延伸阅读

  1. ECMWF: ECMWF's ensemble AI forecasts become operational (1 July 2025)
  2. ECMWF Newsletter 185 (October 2025): AIFS ENS becomes operational, Simon Lang and Linus Magnusson
  3. ECMWF Newsletter 187 (May 2026): Implementation of AIFS v2
  4. ECMWF forum: Confirmation, IFS Cycle 50r1 and AIFS v2 joint implementation on 12 May 2026
  5. Google DeepMind: GenCast predicts weather and the risks of extreme conditions with state-of-the-art accuracy (December 2024)
  6. Google: WeatherNext 2, our most advanced weather forecasting model (17 November 2025)
  7. Bodnar and others, A foundation model for the Earth system (Aurora), Nature 641, 1180 to 1187 (21 May 2025)
  8. NVIDIA: NVIDIA Launches Earth-2 Family of Open Models (26 January 2026)
  9. Zhang, Fischer, Zscheischler and Engelke, Physics-based models outperform AI weather forecasts of record-breaking extremes, Science Advances 12(18) (2026)
  10. Zhang and others, Numerical models outperform AI weather forecasts of record-breaking extremes (arXiv:2508.15724, preprint of 21 August 2025)
  11. Sun and others, Can AI weather models predict out-of-distribution gray swan tropical cyclones? PNAS 122 (May 2025)
  12. University of Chicago Climate Systems Engineering: Forecasting the unseen, AI weather models and gray swan extreme events (Sun, Hassanzadeh, Weare and Abbot, 14 November 2025)
  13. Aitken and others, Designing probabilistic AI monsoon forecasts to inform agricultural decision-making (arXiv:2603.07893, 9 March 2026)
  14. Masiwal and others, Decision-oriented benchmarking to transform AI weather forecast access: Application to the Indian monsoon (arXiv:2602.03767, 3 February 2026)
  15. PIB: AI-enabled Systems introduced by IMD to provide Hyper-Local Weather forecasts, Dr Jitendra Singh (12 May 2026)
  16. India Meteorological Department: Salient Features of the 2026 Southwest Monsoon Season (30 September 2026)
  17. Ministry of Earth Sciences, Rajya Sabha reply: Implementation of Mission Mausam (23 July 2026)

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