高温热浪、旱涝急转.....极端天气出现新特征，人工智能如何出手应对？-

8月12日，由北京市科协指导，北京气象学会、北京科技社团服务中心主办，北京城市气象研究院、人工智能与数字气象应用研究联合实验室承办的2024年北京市科协青年科技人才跨界交流活动在北京城市气象研究院举办。活动以“新质生产力的气象探索与应急实践”为主题，邀请多位青年科技人才交流展示各自的跨界成果及心得。

▲8月12日，2024年北京市科协青年科技人才跨界交流活动在北京城市气象研究院举办

人工智能与气象如何展开跨界合作？

当前，人工智能迅速发展，已经在大气科学的各个领域产生深远影响，并且不断改变和重塑气候领域诸多方向的研究。人工智能如何与气象学科开展跨界合作？

中国科学院大气物理研究所大气科学人工智能研究中心主任黄刚研究员以盘古、风乌等最新的人工智能气象预报大模型为切入点，深入探讨了当前人工智能气象预报大模型的迫切需求和快速发展。他结合最新的科研进展和生动的案例讲解了气象模型的各种应用场景，包括模式后处理、气候模式动力模态改进及降尺度技术以及交叉学科应用等。最后，他指出动力诊断的重要性，提出未来气候模式的发展图景或许是人工智能和数值模式的完全耦合，即物理-AI平衡的模型。

在雄安气象人工智能创新研究院副院长、国家气候中心气候变化影响适应室主任陆波研究员看来，应对越发频繁的极端天气事件，智能集合预报技术非常关键。目前雄安新区已建立“风清”“风顺”“风雷”AI大模型聚焦次季节气候预测，其中“风顺”大模型是全球首个突破了两周天气可预报上限的AI大模型，落地使用后可以为水资源调配、关键农事安排、能源市场管理、旅游行为规划等提供有力的科技支撑，是社会经济活动一帆“风顺”的助推器。

南京信息工程大学教授智协飞分享了他和团队的研究成果，利用人工智能做短时强降雨预报，它对弱区和强度都有很好的定论；明显优于用外推的方法来预报，模型预报减少虚警率和漏报率；城市内涝预测方面，LSTM模型对城市内涝两小时的水位预测有很好的预测性能。

极端天气出现哪些新特征？

今年不管南方还是北方都生活在水深和火热的切换之中，南方7月底以来经历了高温持久战，包括上海、浙江、安徽等多地在内的极端高温超过40度，多地达到了历史记录。同时7月份全国平均降水偏多，突出特点是暴雨频发，山东和吉林降水量打破1961年以来的记录。气象学家们对这些极端天气气候事件进行总结回顾后发现，一些新特征正在涌现。

中国科学院大气物理研究所副研究员张文霞的研究成果指出，极端天气事件表现出复合性新特征，一是多地同时发生高温热浪，这种空间复合性热浪的强度和影响范围都在显著增加。二是围绕时间复合极端降水有一个非常显著的体现就是旱涝急转，背后多尺度降水变率在增强，并且未来全球有2/3陆地将面临更湿且变率增强的气候变化。张文霞说：“极端天气气候事件被世界经济论坛发布的《全球风险报告》列为未来十年的全球首要风险。为了更有效地应对极端气候变化，我们不仅要关注其趋强态势，同时要关注极端事件正在涌现的新特征，此外还要加强气象灾害早期预警。”

近些年，随着大数据技术的发展，为极端天气事件对城市人群移动的影响提供了新的视角，清华大学建设管理系长聘副教授李楠的研究表明，在极端天气的影响下，城市中个体的访问地点数量、访问频率及活动范围显著减小，而停留时间明显增加，同时他们的移动状态呈现出的模式也发生了明显的变化。此外，个体间的移动扰动也呈现出显著差异，这种差异与个体的人口学特征、居住地位置以及移动偏好有关。这项研究提出的量化个体移动扰动的方法可应用于比较区域间、不同灾害下的人群移动韧性，从而为城市应急管理和韧性提升提供决策依据。

科技如何支撑应急救援？

城市年年看海，道路积水严重，很多城市水安全形势严峻。北京市2024年的政府工作报告里明确提出，要加快建设韧性城市，增强重大风险灾害应对的自适应快速恢复能力，全方位提升城市本质安全水平。

北京市测绘设计研究院正高级工程师王淼介绍，空间大数据为北京特大暴雨应急保障提供精准的测绘服务，不仅提供了相关的灾情分析报告，开展了应急安置房的选址，构建了测绘信息系统，而且制作了防洪作战地图，更新每日安全消防应急地图。还利用测绘以及空间遥感技术为空地无人机救援提供精确的定位服务，同时为紧急寻人提供相关的服务。

中国水利水电科学研究院高级工程师梅超认为，城市水安全韧性提升涉及很多学科，包括城市规划、气象、洪涝预警、应急指挥、灾害的灾后恢复等多方面，是一个系统的工程。他的调研表明，在气象领域，精准预报非常重要，特别是极端灾害。他提取了四个关键点：一是精准预报，二是有效叫应，三是科学自救，四是联防联控。他积极参与构建了以风险感知、智能预警、模拟推演、指挥决策为主线的联防联控信息化系统，实现了洪涝全过程防控技术体系，也是针对城市防涝应对提供技术支撑，为相关部门提供决策参考。

近年来，气象领域已初步形成以智慧气象为代表的新质生产力内核。本次活动在北京市科学技术协会指导下，为青年科技人才搭建了展示自我、跨界交流、能力提升和协同创新的平台，使更多气象创新、跨界合作的成果从“实验室”走向“生产线”，转化为气象新质生产力，更好护航各行各业新质生产力发展，为高质量发展作出新的更大贡献。

来源：北京科技报撰文：记者陈丽君策划：田璐图片来源：北京气象学会