太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线

百度AI 2025-10-10 17:54
太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图1

每天出门前看一眼天气预报,早已成为我们的生活习惯。但你可能不知道,传统气象预报是需要超级计算机“算”几小时的结果,如今靠 AI 技术只需几分钟就能完成——这背后,是人工智能驱动科学发现(AI for Science)正在重塑气象预测的底层逻辑。而现在,太初元碁与百度飞桨 PaddleScience 的联手,更让这份“天气预报”变得更快、更准、更接地气,也更中国范儿!


 01 

 AI for Science 来了! 

 气象预报正在经历“代际升级” 


过去,传统数值天气预报就像“解超难数学题”:靠复杂的物理方程模拟大气运动,不仅要花数小时才能算出未来15天的全球天气,还容易因“公式简化”出现误差。但 AI for Science 的出现,直接把这道“难题”变成了“快题”。


从最新行业研究数据来看,AI for Science 给传统的气象预测领域带来了三大升级:


  • 效率翻百倍:GraphCast 模型计算单次10天全球预报只需1-2分钟,使用 GenCast 模型计算15天的全球预报仅需8分钟,比传统的数值计算方法快超百倍!预报时间越长,优势越明显,真正相当于把“半天工作量”压缩到“喝杯咖啡的时间”。

  • 精度更靠谱:在0.25°分辨率(约27公里)下,PaddleScience 复现的 GraphCast 和 GenCast 模型,对2米温度、10米风速的72小时预测误差,比欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的传统模式低18%-22%。哪怕算到第7天,AI 预测的温度误差(2.1℃)也只有传统模式(3.2℃)的65%,连 “台风走哪条路” 都能预判得更准。

  • 成本大减负:以前只有超级计算机能跑的高分辨率预报,现在靠 AI+国产芯片,单月硬件成本能降到传统方案的8%。地方气象局、农业合作社这些“中小用户”,也能用上精准预报了。


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图2

AI for Science 气象模型全球尺度的预测结果,展示了距地表3千米高度的比湿


 02 

 双模型+国产芯片 

 预报能力再上台阶 


光有 AI 还不够,得有“好模型”和“强算力”支撑。这次太初元碁和飞桨 PaddleScience,直接把谷歌 DeepMind 团队的两大顶尖气象模型——GraphCast 和 GenCast,搬到了国产太初 T100加速卡上,覆盖了从短期到长期的全周期气象预报需求。


先看 GraphCast:它像个“全球天气指挥官”,用图神经网络把地球大气编成“关系网”,连太平洋的台风和欧洲的寒潮之间的关联都能捕捉到。翻看 DeepMind 官网数据,在0.25°分辨率下,它算10天内的天气,每天分6次更新,500hPa 位势高度(气象核心指标)的误差,比传统的 ECMWF HRES 方法低一截 —— 第1天差15gpm(ECMWF 差18gpm),第10天差55gpm(ECMWF 差78gpm),连“西风急流往哪飘”这种细节,24小时预测偏差都能控制在0.8个经纬度内。


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图3

Graphcast 模型和传统 HRES 模型的效果对比


再看 GenCast:它是“极端天气预警专家”,擅长用概率预测告诉你“下雨的可能性有多大”。DeepMind 实测显示,在全球142个极端天气监测点,它对热浪、寒潮、台风的7天预警准确率,比 ECMWF 的 ENS 系统高23%-31%。更厉害的是,生成50组“备用预报”(集合预报)仅需8分钟,比传统方法的2小时快93%,提前7天预测台风路径,误差范围能缩小一半,防灾部门再也不用“猜着准备”了。


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图4

GenCast 模型对“海贝思”台风路径的预测


而太初 T100加速卡,就是让这两个“大模型”跑起来的“国产引擎”:


  • 给 GraphCast 用了混合精度计算,显存占用降了35%;

  • 给 GenCast 用了分布式推理加速,推理速度提升近3倍;

  • 还专门优化了 Transformer 加速单元,Attention 计算速度快了58%。


现在使用 GraphCast 和 GenCast 在太初 T100加速卡上计算10天全球预报数据只要5分钟,真正实现了“又快又准又省钱”。


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图5

长期天气变化数据滚动预测


光说不练假把式,这次合作还推出了气象预测可视化系统,把“复杂数据”变成了 “看得懂的画面”。


同时,展示结果里还专门加了“对比界面”,AI 预报、观测数据误差曲线放一起,准确度一眼就看出来!


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图6

T100上计算的全球尺度2m 海平面上方温度预测结果


 03 

 未来展望 


未来,飞桨将与太初继续深化在高性能科学计算、智能模拟、自动化研究等方向的联合攻关,共同推动 AI for Science 从实验室走向产业落地,加速科研范式变革。


欢迎关注【PaddleScience 多硬件支持】(点击下方阅读原文可获取链接)


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PaddleScience GitHub 链接:

https://github.com/PaddlePaddle/PaddleScience


 04 

 直播预告 

 带你见证国产 AI 气象实力 


想亲眼看看国产芯片跑全球天气预报的全过程?想知道“模型怎么优化”“预报怎么用在农业/防灾上”?


太初元碁和 PaddleScience 专门搞了场“国产 AI 气象技术突破”直播,亮点提前透:


  • 行业进展:AI for Science 为气象预测提效加速;

  • 深度拆解:GraphCast/GenCast 的原理;

  • 国产之路:太初 T100加速卡的优化秘籍;


【直播时间】:10月20日 周一 19:00-20:00


【主讲嘉宾】:耿翱翔--太初元碁软件专家


【观看平台】:飞桨 PaddlePaddle 视频号、飞桨 B站


【参与方式】:扫描下方海报二维码,即可报名加入飞桨新硬件用户官方交流群,提前预约直播!


不管你是气象从业者、AI 开发者,还是想了解“天气预报背后科技”的普通读者,都欢迎来蹲直播。一起见证国产算力+AI 框架的力量,看看气象预测的“未来”长什么样!


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图7


太初元碁+PaddleScience,分钟级高分辨率气象预测方案上线图8



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