Google GenCast：突破天際的 AI 天氣預測新時代

描述

Google GenCast 是一款創新的 AI 天氣預測模型，能以高精度預測 15 天內的天氣狀況與極端天氣風險。本文將詳細介紹 Google GenCast 如何運用人工智慧改變天氣預測的準確性與效率，並為相關行業帶來深遠影響。

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為什麼準確的天氣預測如此重要？

天氣影響著我們的生活決策、工作安全及生活方式。隨著氣候變遷引發的極端天氣事件日益頻繁，精準的天氣預測顯得尤為關鍵。然而，天氣預測的準確性會隨著時間推進而下降，特別是在超過幾天的範圍內。

什麼是概率預測？

由於完美的天氣預測幾乎不可能實現，科學家和氣象機構採用概率集成預測（ensemble forecast）技術，提供多種可能的天氣情境及其發生概率，幫助決策者全面了解未來可能出現的天氣狀況。例如，如果多數預測顯示某地將受颶風影響，則該預測的不確定性較低；若不同預測結果相差較大，則不確定性較高。

Google GenCast 的誕生：AI 天氣預測的顛覆性進展

Google GenCast 是一種高解析度（0.25°）的 AI 集成模型，基於人工智慧生成模型（diffusion model），能準確預測未來天氣情境的複雜概率分佈。此技術奠基於谷歌多年的研究，並進一步拓展 AI 在天氣預測領域的應用。

GenCast 與傳統方法有何不同？

傳統方法多依賴物理模型，運行速度較慢且耗能巨大。而 Google GenCast 則以生成式 AI 技術為基礎，利用全球氣象數據進行學習與模擬，不僅提升準確性，還顯著加快運算速度。其單次預測僅需 8 分鐘，相比傳統方法動輒數小時的計算效率有了質的飛躍。

生成模型的核心特性

Google GenCast 運用與地球球面幾何相適應的生成模型，將氣象數據（如溫度、風速、氣壓等）轉化為高精度的天氣預測。模型的訓練過程涵蓋了 ECMWF 提供的四十年歷史天氣數據，確保其對全球氣象模式的深入理解。

極端天氣的精準預測

預測颶風與颱風

Google GenCast 能更早、更準確地預測熱帶氣旋的路徑，幫助政府及早發布警告並制定應對措施。例如，對颱風哈吉貝斯的模擬顯示，Google GenCast 能隨時間推進縮小預測範圍，最終精準鎖定其登陸地點。

改善可再生能源規劃

天氣預測在可再生能源規劃中也扮演重要角色，尤其是風能發電。GenCast 提供的高精度風力預測有助於提升風能可靠性，加速可持續能源的普及。

與傳統氣象學的協作

雖然 Google GenCast 展現出極高的潛力，傳統物理模型仍在訓練數據及初始條件設置中扮演關鍵角色。AI 與傳統氣象學的結合，充分發揮了各自的優勢，共同促進更準確的天氣預測。

開放合作與未來展望

為促進氣候與天氣領域的研究發展，Google 已將 GenCast 的代碼、模型權重及歷史預測數據公開，期待與氣象機構、學術研究者及相關行業建立深入合作，共同應對全球氣候挑戰。

更多信息請參考 Google DeepMind 和 GenCast 開放模型發布。

文章來源

• GenCast predicts weather and the risks of extreme conditions with state-of-the-art accuracy

常見問題

1. Google GenCast 與現有氣象預測系統相比有什麼優勢？

GenCast 不僅提升了預測精度，還大幅縮短了計算時間，特別是在極端天氣風險的預測方面表現卓越。

2. 如何使用 Google GenCast 的開放數據？

任何研究者或機構都可以訪問公開的 GenCast 數據，用於科學研究或應用開發。

3. Google GenCast 是否能應用於特定行業？

是的。GenCast 已經展現了在能源規劃、農業生產及災害應對中的應用潛力，未來將進一步探索更多可能性。

模型提供更快、更準確的預報，最遠可達15 天。據稱，其準確率高達97.2%。