NVIDIA cBottle：千米级全球气候模拟的AI革新者

NVIDIA 推出了全球首个用于模拟地球气候的生成式AI基础模型——cBottle（Climate in a Bottle）。该模型能够以公里级分辨率生成逼真的大气状态，并根据输入的时间、日期和海面温度等参数进行调整。作为 NVIDIA Earth-2 平台的一部分，cBottle 结合了 AI、GPU 加速、物理模拟和计算机图形学技术，为科学家和研究人员提供了新的工具来理解和预测地球的复杂自然系统。 传统的气候建模方法不仅耗时、耗力，还需要复杂的计算分析大量数据。相比之下，cBottle 可以在保持高精度的同时，将气候模拟数据量减少多达3000倍，对于1000个样本的数据集，相当于减少了300万倍的数据量。这使得气候模拟变得更加高效和节能。cBottle 的训练基于过去50年的高分辨率物理气候模拟和观测大气状态估算。它可以填补缺失或损坏的气候数据，纠正有偏差的气候模型，提高低分辨率气候数据的质量，并基于模式和历史观察合成信息。 为了验证 cBottle 的性能，它参加了世界气候研究计划（WCRP）全球千米级模拟黑客马拉松。这一活动涵盖了八个不同的国家和十个气候模拟中心，旨在推进高分辨率地球系统模型的分析和发展，扩大高分辨率气候数据的访问范围。通过这一测试，cBottle 展示了在行星尺度上快速生成高质量气候数据的能力。 领先的气候研究机构如马克斯普朗克气象研究所（MPI-M）和艾伦人工智能研究所（Ai2）正在利用 Earth-2 平台推动气候模拟的发展。MPI-M 利用 Earth-2 的 GPU 加速和性能优化，在全球首次进行了千米级分辨率的完整地球系统模拟，展示了地球气候的细节。而 Ai2 则与 NVIDIA 合作，致力于让气候模拟在更高分辨率下更快、更节能，并更容易为科学界和实际应用所用，特别是在天气预报和气候适应性方面。 马克斯普朗克气象研究所的主任 Bjorn Stevens 表示：“面对迅速变化的气候，Earth-2 最新的进展代表了我们在理解、预测和适应周围世界能力上的一个转型飞跃。通过使用 NVIDIA 的先进 AI 和加速计算技术，我们正建立一个数字化的地球模型，开启了一个新时代，使气候科学更加普及和可行，支持社会各界做出明智的决策，共同保护未来。” 艾伦人工智能研究所的高级气候建模总监 Christopher Bretherton 也指出：“应对气候变化是全球社会面临的重大挑战。cBottle 是生成式 AI 在高效模拟局部极端天气方面的优雅应用，如洪涝降雨或引发野火的热风干燥，这对于科学研究和实际应用都极具价值。” cBottle 已经向早期用户开放访问，有兴趣的研究人员可以通过 GitHub 获取其代码库，并从 arXiv 访问预印本进一步了解详情。此外，NVIDIA 创始人兼首席执行官 Jensen Huang 在 Paris GTC VivaTech 大会上发表的主旨演讲和关于 NVIDIA CUDA-X 库的特别演讲中，对此技术做了详细介绍。 业内评价 业内专家一致认为，cBottle 的推出标志着气候科学领域的一次重要变革。它不仅极大地提高了气候模拟的效率和准确性，还为科研人员提供了全新的工具，助力他们更好地应对气候变化带来的挑战。NVIDIA 作为全球领先的 GPU 供应商和技术创新者，其在 AI 领域的持续投入和开发为气候变化研究提供了强有力的支持。