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人工智能实现地中海天气15天精准预报,仅需数秒

由意大利CMCC基金会(Euro-Mediterranean Center on Climate Change)联合芬兰赫尔辛基大学研发的AI海洋预报模型SeaCast,能够以秒级速度完成地中海区域长达15天的高分辨率海洋状态预测。该模型采用图神经网络(GNN)架构,实现自回归式海洋预报,显著超越传统数值模型的效率与精度。 SeaCast的核心创新在于将海洋与大气数据同步整合进行训练和预测。与仅依赖海洋数据的全球AI模型不同,SeaCast在建模过程中同时输入海面状态和大气强迫条件,从而更准确捕捉近海区域复杂的气候-海洋相互作用,尤其在表层海洋动力过程的模拟上表现突出。 该模型运行在约4公里分辨率(1/24°)的网格上,与欧洲Copernicus海洋服务提供的MedFS业务化预报系统分辨率相当,可预测至200米水深。其训练数据来源于CMCC提供的地中海再分析数据集,这些数据同样以高分辨率开放获取。 性能对比极为显著:传统数值模型需在89个CPU上运行约70分钟才能完成10天预报,而SeaCast仅用单个GPU在20秒内即可生成15天预测,效率提升超过200倍。这使得快速开展“假设情景”模拟和概率性集合预报成为可能,对科研、沿海管理及灾害预警具有重要意义。 SeaCast特别适用于航运、水产养殖、环境监测与海岸风险防控等实际场景。其高时效性支持决策者提前制定应对策略,提升区域适应能力。 研究团队强调,这一成果得益于海洋学、大气科学与人工智能的深度融合。CMCC研究员Emanuela Clementi指出,物理规律与AI能力的结合,不仅提升了预报准确性,也大幅降低了计算成本。第一作者Daniel Holmberg表示,与CMCC团队的紧密合作,不仅推动了科学突破,也带来了宝贵的跨学科交流体验。 未来,CMCC计划将SeaCast融入地中海业务化预报流程,与传统物理模型协同运行,进一步提升海洋环境预测能力。SeaCast作为首个高分辨率、区域性的AI海洋预报模型,为全球海洋预测树立了新标杆,开启了更快速、智能、可靠海洋预报的新时代。

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