科幻小說做家劉慈欣曾在其小說《球狀閃電》中描述了這樣一種天氣預報:故事的主人公從氣象學院畢業後開發了一種系統,能夠用來探測龍捲風,而且把即將生成的龍捲風扼殺在搖籃之中……算法
事實上,龍捲風的預測在當今仍然是一個難題,更不用說要駕馭龍捲風使其變成戰爭武器。不過,人類或許能夠藉助一種新興技術在預測龍捲風方面取得突破,這種技術就是人工智能——安全
2010年之後,尤爲是最近兩三年,人工智能迎來增加爆發期,在數值模式資料同化和參數化、天氣系統識別、災害性天氣監測和臨近預報等天氣預報領域的應用獲得不斷擴展。網絡
伴隨人工智能應用爆發式增加而來的是氣象預報員對於自身價值的擔心:人工智能最終會取代預報員嗎,人工智能會對氣象預報甚至整個氣象行業帶來顛覆式變革嗎,將來預報員的價值何在?這一系列問題如幽靈通常,自人工智能在棋類比賽等領域完全擊敗人類的那一刻起,就一直盤旋在氣象領域的上空。機器學習
在本文專家看來,將來,必定是預報員與人工智能和諧共處。學習
1測試
人工智能的崛起優化
從20世紀80年代末到90年代初,人工智能技術在美國、加拿大、英國、法國等國家天氣預報中的應用掀起了一場熱潮。但這個時期的人工智能系統大多處於研製階段,只有不到20%的系統通過實地驗證,極少數投入業務使用。人工智能
一直到2010年後,隨着新一代信息技術引起信息環境與數據基礎變革,海量圖像、語音、文本等多模態數據不斷涌現,以及計算能力的大幅提高,人工智能才迎來增加爆發期。spa
國家氣象中心高級工程師朱文劍說:調試
「最近兩三年國外人工智能在天氣預報領域的應用呈現爆發式增加,而且呈現出由傳統的機器學習向深度學習發展的趨勢。」
目前,人工智能在天氣預報領域的應用包括觀測數據質量控制、數值模式資料同化、數值模式參數化、模式後處理、天氣系統識別、災害性天氣監測和臨近預報、預報公文自動製做等不少方面。
國內氣象行業對人工智能技術的關注度也快速提升。中央氣象臺和清華大學聯合開發出一種基於深度神經網絡的雷達回波外推方法,該方法比以前運用傳統方法進行回波預報的準確率提升了40%左右。
2
弱人工智能時代
伴隨人工智能應用爆發式增加而來的是氣象預報員對於自身價值的擔心:人工智能會對氣象預報甚至整個氣象行業帶來顛覆式變革嗎,將來預報員的價值何在?
的確,人工智能憑藉其超強的計算能力和強大的算法,在某些方面的能力遠遠超過了人類。
好比,美國有一個關於雷暴生命史的實時預測模型作出的預報結果已經明顯優於人的主觀經驗。
然而,在朱文劍看來:
將來預報員與人工智能的關係必定是和諧且融洽的。儘管在圍棋等領域人工智能如今已經能夠完勝人類,但目前其仍處於弱人工智能階段,當它能經過圖靈測試後纔算進入強人工智能的範疇。
3
預報員的「嬰兒」
如今的人工智能幾乎都還侷限於僅可以有效完成專業任務的「狹義人工智能」範疇。
能夠說,在目前的弱人工智能背景下,有多少「智能」,背後就有多少「人工」,由於人工智能應用包含了大量的數據挖掘分析、模型訓練學習、檢驗反饋等工做,而這些工做目前基本都是由人類來指導或訓練機器完成的。
對此,朱文劍打了一個很生動的比方:
在弱人工智能背景下,人工智能更像是預報員的嬰兒。
一個模型要想在實際應用中取得良好的效果,離不開大量的參數調試(學習過程),而且要保證「飲食健康」(輸入數據要可靠,數據量要充足)。當一我的工智能模型被訓練好後(嬰兒長大成熟了),就可讓預報員減小不少繁瑣的工做,並享受更準確的預報結果。
因此說,將來預報員就是人工智能的爸爸媽媽。
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優點互補纔是相處之道
不管如何,在預測和分析關鍵性和轉折性天氣過程當中,人類的做用暫時還沒法被替代。
人類在掌握天氣氣候動力學知識的基礎上,對複雜天氣形勢可以有更爲準確的把握,而且會對小几率事件進行有針對性的分析和聯合會商,而這正是目前人工智能的短板所在。 大連婦科檢查多少錢 mobile.84239650.com
中央氣象臺與港澳氣象部門首次聯合會商,共織「天網」捕捉風王「山竹」。
朱文劍說:
「一方面,人類須要作好數據的前期處理工做,確保人工智能吃進的食物安全、健康;另外一方面,人類須要站在人工智能的肩膀上,利用深度學習、圖像識別等技術在資料同化、模式參數優化、模式後處理等方面的優點,使其成爲數值預報的得力助手。若是將氣象預報比做一支雙人舞的話,那麼這支舞須要‘人工’和‘智能’通力協做才能跳好。」