高精度識別熱帶低氣壓征兆云 人工智能或能提前一周預(yù)測臺風(fēng)

日本海洋研究機(jī)構(gòu)和九州大學(xué)的研究小組利用人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)，開發(fā)了從全球云系統(tǒng)分辨率模型(NICAM)氣候?qū)嶒灁?shù)據(jù)中高精度識別熱帶低氣壓征兆云的方法。該方法可識別出夏季西北太平洋熱帶低氣壓發(fā)生一周前的征兆。研究成果于近期發(fā)表在日本《地球與行星科學(xué)的進(jìn)展》雜志網(wǎng)絡(luò)版。

預(yù)測臺風(fēng)和颶風(fēng)等熱帶低氣壓的發(fā)生，一般是通過衛(wèi)星觀測和監(jiān)視云的演變過程，對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行氣象模型模擬。但大氣現(xiàn)象非線性極強(qiáng)，不同的氣象模型預(yù)測的未來氣象結(jié)果會出現(xiàn)非常大的偏差。近年來人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，可根據(jù)大數(shù)據(jù)中的特定類型進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，檢測特定現(xiàn)象，從而應(yīng)用于具有不確定性的氣象領(lǐng)域。

利用深度學(xué)習(xí)獲得更高的識別精度，對每一種氣象類型都需要超過數(shù)千張圖片的大量數(shù)據(jù)。研究小組首先利用熱帶低氣壓跟蹤算法，將全球云系統(tǒng)分辨率模型20年積累的氣候?qū)嶒灁?shù)據(jù)，制成5萬張熱帶低氣壓初始云及演變中的熱帶低氣壓云圖片，再加上100萬張未演變成熱帶低氣壓的低氣壓云圖片，共105萬張圖片組成10組學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)，生成不同特征的10種識別器，然后構(gòu)筑出可對10種識別器結(jié)果進(jìn)行綜合評價的集合識別器。

該方法還可對臺風(fēng)路徑和強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，并預(yù)測暴雨的發(fā)生。今后研究小組將以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)融合數(shù)據(jù)驅(qū)動方法和模型驅(qū)動方法，開展新的海洋地球大數(shù)據(jù)分析。(記者陳超)

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