يشتمل البرنامج التعليمي على: تم زيادة سرعة الحوسبة في Microsoft Aurora بمقدار 5000 مرة، ويمكنه التنبؤ بالطقس القاسي/جودة الهواء/أمواج المحيط/مسارات الأعاصير، وما إلى ذلك.

في ظل تغير المناخ العالمي والكوارث الطبيعية المتكررة، فإن التنبؤات الدقيقة والموثوقة لنظام الأرض تشكل أهمية بالغة للتخفيف من تأثير الكوارث ودعم تقدم المجتمع البشري. على الرغم من أن النماذج الرقمية التقليدية قوية، إلا أن تكاليفها الحسابية مرتفعة للغاية، مما يحد من تطبيقها على نطاق واسع. في السنوات الأخيرة، أظهر الذكاء الاصطناعي إمكانات كبيرة في مجال التنبؤ البيئي، وخاصة في تحسين أداء التنبؤ وكفاءته. ومع ذلك، لا تزال إمكانات الذكاء الاصطناعي غير مستكشفة إلى حد كبير في العديد من المجالات الرئيسية لنظام الأرض.

ولمواجهة هذا التحدي،كشفت شركة مايكروسوفت للأبحاث وشركاؤها عن نموذج Aurora، وهو أول نموذج أساسي للغلاف الجوي على نطاق واسع.تم تدريبه مسبقًا على أكثر من مليون ساعة من البيانات الجيوفيزيائية المتنوعة وتم ضبطه بدقة على مهام محددة متعددة،تحقيق تنبؤات دقيقة لمتغيرات نظام الأرض المتعددة بما في ذلك جودة الهواء وأمواج المحيط ومسارات الأعاصير المدارية والطقس عالي الدقة.ورغم أن هذا النظام يقلل تكاليف الحوسبة بشكل كبير، فإنه يتجاوز أداء أنظمة التشغيل الحالية ويعزز الوصول على نطاق واسع إلى معلومات عالية الجودة عن المناخ والطقس. وقد ثبت أنوبالمقارنة مع نظام التنبؤ المتكامل الأكثر تقدمًا IFS، فإن سرعة حساب Aurora أسرع بنحو 5000 مرة.

وفيما يلي نتائج الأبحاث المحددة التي حققتها أورورا في مجالات مختلفة:

* في التنبؤ بجودة الهواء، تفوقت أورورا على عمليات محاكاة الكيمياء الجوية الرقمية كثيفة الموارد بدقة 0.4 درجة في توقعات تلوث الهواء العالمية لمدة 5 أيام، متفوقة بذلك على هدف 74%؛

* في مجال التنبؤ بأمواج المحيط، تفوقت أورورا على النماذج العددية باهظة الثمن في التنبؤ بأمواج المحيط العالمية لمدة 10 أيام بدقة 0.25 درجة على الهدف 86%؛

* بالنسبة لتوقعات مسار الأعاصير المدارية لمدة 5 أيام، تجاوزت أورورا سبعة مراكز تنبؤ تشغيلية على نطاق واسع، محققة معدل تجاوز 100% لجميع الأهداف لأول مرة؛

* في توقعات الطقس العالمية لمدة 10 أيام، يتفوق Aurora على النماذج الرقمية الحديثة على هدف 92% بدقة 0.1 درجة، مع تحسين أداء التنبؤ بالأحداث المتطرفة أيضًا.

من حيث مجموعات البيانات،تغطي Aurora مجموعة واسعة من البيانات الجيوفيزيائية، بما في ذلك التوقعات والتحليلات وإعادة التحليل ومحاكاة المناخ.تتمتع هذه البيانات بدقة مختلفة ومتغيرات وطبقات ضغط مختلفة، مما يوفر مصدرًا غنيًا بالمعلومات للنموذج. في مرحلة المعالجة المسبقة، يتم تحويل البيانات بشكل موحد إلى رسومات ثلاثية الأبعاد قياسية لإدخالها في النموذج.

من حيث هيكل النموذج،تستخدم Aurora بنية 3D Swin Transformer جنبًا إلى جنب مع مشفر وفك تشفير 3D Perceiver.يتكون النموذج من ثلاثة أجزاء: المشفر والمعالج وفك التشفير. يقوم المشفر بتحويل المدخلات غير المتجانسة إلى تمثيل كامن ثلاثي الأبعاد مشترك، ويتطور المعالج للأمام في الوقت عبر محول Swin ثلاثي الأبعاد، ويقوم فك التشفير بتحويل التمثيل الكامن مرة أخرى إلى تنبؤات مادية.

وقد نُشرت ورقة بحثية ذات صلة، بعنوان "نموذج أساسي لنظام الأرض"، في مجلة Nature.

عنوان الورقة:

https://hyper.ai/cn/papers/s41586-025-09005-y

من أجل مساعدة القراء على تجربة القدرات القوية لـ Aurora بشكل أكثر حدسًا،"يتوفر الآن "نموذج Aurora Large-Scale Atmosphere Basic Model التجريبي على نطاق واسع" في قسم "البرامج التعليمية" على الموقع الرسمي لشركة HyperAI.يحتوي على أمثلة نموذجية مختلفة في مجالات متعددة مثل الحوكمة البيئية والصحة العامة وعلوم الأرض والتنبؤ الجوي وما إلى ذلك. تعال وجربها!

* عنوان البرنامج التعليمي:https://go.hyper.ai/J9hl5

لقد قمنا أيضًا بإعداد فوائد مفاجئة للمستخدمين المسجلين الجدد. استخدم رمز الدعوة "Aurora" للتسجيل في منصة OpenBayes للحصول على 4 ساعات من الاستخدام المجاني لـ RTX A6000 (المورد صالح لمدة شهر واحد). الكمية محدودة، الأولوية لمن يأتي أولاً!

تشغيل تجريبي

1. بعد الدخول إلى الصفحة الرئيسية لـ hyper.ai، حدد صفحة "البرامج التعليمية"، ثم حدد "عرض توضيحي لنموذج Aurora Large-Scale Atmospheric Basic Model"، ثم انقر فوق "تشغيل هذا البرنامج التعليمي عبر الإنترنت".

2. بعد الانتقال إلى الصفحة التالية، انقر فوق "استنساخ" في الزاوية اليمنى العليا لاستنساخ البرنامج التعليمي في الحاوية الخاصة بك.

3. حدد الصورتين "NVIDIA A6000 48GB" و"PyTorch"، ثم انقر فوق "متابعة". توفر منصة OpenBayes أربع طرق للدفع. يمكنك اختيار "الدفع حسب الاستخدام" أو "يوميًا/أسبوعيًا/شهريًا" وفقًا لاحتياجاتك. يمكن للمستخدمين الجدد التسجيل باستخدام رابط الدعوة أدناه للحصول على 4 ساعات من RTX 4090 + 5 ساعات من وقت فراغ وحدة المعالجة المركزية!

رابط دعوة حصرية لـ HyperAI (انسخ وافتح في المتصفح):

https://openbayes.com/console/signup?r=Ada0322_NR0n

4. انتظر حتى يتم تخصيص الموارد. تستغرق عملية الاستنساخ الأولى حوالي دقيقتين. عندما تتغير الحالة إلى "تشغيل"، انقر فوق "مساحة العمل".

5. انقر نقرًا مزدوجًا فوق اسم المشروع في شريط الدليل على اليسار لبدء استخدامه.

عرض التأثير

توقعات جودة الهواء

يستخدم النموذج بيانات جودة الهواء CAMS بدقة 0.4 درجة في 11 يونيو 2022 كمثال لتشغيل نموذج جودة الهواء Aurora. ويظهر تأثير التنبؤ في الشكل أدناه.

التنبؤ بـ ERA5

تم تشغيل النموذج على بيانات ERA5 اعتبارًا من 1 يناير 2023، بدقة 0.25 درجة. ويظهر تأثير التنبؤ في الشكل أدناه.

تشغيل Aurora على بيانات تحليل IFS HRES بتاريخ 11 مايو 2022 (دقة 0.1 درجة). ويظهر تأثير التنبؤ في الشكل أدناه.

التنبؤ بـ HRES T0

قام النموذج باختيار بيانات HRES T0 من 11 مايو 2022، بدقة 0.25 درجة، وقام بتشغيل Aurora على هذه البيانات. ويظهر تأثير التنبؤ في الشكل أدناه.

تتبع توقعات إعصار نانمادول

عند التنبؤ بمسار الإعصار نانمادول، يستخدم النموذج بيانات HRES T0 في 17 سبتمبر 2022، بدقة 0.25 درجة كمثال. وتظهر نتائج التنبؤ أدناه.