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應用研究

WeatherNext 3 直接納入即時衛星觀測,將全球 AI 天氣預報提升至每小時、5 公里網格

Google 的 WeatherNext 3 不再只依賴延遲的數值天氣再分析資料,而以全球衛星觀測持續更新預報。新模型提高降雨與局地變化解析度,但仍仰賴國家氣象資料,尚非完全端到端的直接資料同化。

NASA, ESA and STScI · CC BY 4.0 · Image source
zh-Hant

Google DeepMind 與 Google Research 發布 WeatherNext 3,把全球 AI 天氣預報由 WeatherNext 2 的 25 公里、每六小時更新,推進至部分變數最高 5 公里解析度與每小時重新預報。核心改變是納入即時地球同步衛星影像,讓模型接觸較新的大氣觀測,而不只學習傳統數值天氣預報(NWP)產生、通常已有約六小時延遲的分析資料。

這是一項資料路徑上的重要變化。快速形成的降雨、地表溫度與雲系,容易在低頻率輸入中被平滑掉;WeatherNext 3 以全球衛星拼接資料補足時間解析度,並針對測站位置訓練額外輸出,使網格預測可直接對照地面觀測。模型參數量約為前代的 2.4 倍,解碼頭也針對不同目標調整。Google 表示降雨評測相對 WeatherNext 2 改善約 60%,但沒有把這個比例等同於所有地區或極端事件都降低六成誤差。

第三方 Operational WeatherBench 的即時比較顯示,它在溫度、風速及濕度等指標上領先多個 AI 與傳統預報系統;不過排行榜會受起報時間、變數、區域與驗證資料影響,單一綜合排名不足以證明颱風路徑、短延時強降雨或罕見極端事件皆更可靠。Google 所稱首個直接使用原始觀測進行高解析全球預報,也受到 WindBorne 質疑;後者表示 WeatherMesh 6 已使用氣球與其他即時觀測。兩套系統目前仍利用國家氣象機構資料,因此「直接觀測」不代表已完全取代 NWP 資料同化。

WeatherNext 3 已開始供應 Search、Gemini、Maps、Google Maps Platform 與 Earth Engine。對能源、農業和物流工程師而言,下一步應關注可下載輸出的授權、集合預報與不確定性表示、區域回測,以及每小時更新在實際 API 中的延遲與服務等級,而非只採用全球平均分數。

來源

  1. Introducing WeatherNext 3, our most advanced and accurate global weather AI model
  2. Google’s latest AI weather model gives you no excuse to forget your umbrella
  3. WeatherNext release notes