對于新能源、低空經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來說，高精度的氣象預(yù)報(bào)，很大程度上牽系著產(chǎn)業(yè)脈動(dòng)。在科大硅谷蜀山園硅谷大廈內(nèi)，有一家致力于研究氣象的科技公司，以自主研發(fā)的超高精度氣象預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)街道級氣象預(yù)測。
自主研發(fā)，打破國際氣象技術(shù)壁壘
4月21日早上，合肥市迎來較明顯降雨。不少人在出門前，手機(jī)上就已經(jīng)彈出一條強(qiáng)對流黃色預(yù)警的信息，提醒著下雨天別忘記帶傘。
從古至今，天氣情況和人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。從古人們通過灼燒龜甲觀察裂紋的方式進(jìn)行占卜預(yù)測天氣，到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人們總結(jié)形成的一條條天氣諺語，再到氣象衛(wèi)星、天氣雷達(dá)等探測手段讓觀測數(shù)據(jù)源更加豐富。當(dāng)下，我們早已習(xí)慣輕點(diǎn)手機(jī)就能隨時(shí)看到天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)天氣情況來合理安排出行。
對于普通人來說，天氣預(yù)報(bào)的作用也許就止步于此。但對于各行各業(yè)的生產(chǎn)研究和現(xiàn)代城市的管理來說，天氣預(yù)報(bào)有著更重要的保駕護(hù)航作用，對于天氣預(yù)報(bào)的精度也有著更高的要求。在這些專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，天氣依然像一個(gè)“盲盒”，充滿了不確定性。
在科大硅谷蜀山園硅谷大廈內(nèi)，合肥臨境氣象科技有限公司正致力于提供精準(zhǔn)的氣象預(yù)報(bào)服務(wù)。
“我們是一家由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)賦權(quán)的高科技企業(yè)，今年1月剛剛成立。”在臨境氣象運(yùn)營負(fù)責(zé)人時(shí)國利看來，當(dāng)前是一個(gè)氣象預(yù)報(bào)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的有利時(shí)間點(diǎn)。
為啥選擇進(jìn)入這一賽道？
“國內(nèi)有很多的商業(yè)氣象公司，但他們的高精度數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)依賴于歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（EC）提供的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。”時(shí)國利說，EC將整個(gè)地球劃分為均一的網(wǎng)格來進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)，而這種氣象預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)尺度比較大，每個(gè)網(wǎng)格可能長25公里，難以滿足精細(xì)化的氣象需求。
“如果一個(gè)城市正好被兩個(gè)網(wǎng)格隔開，那應(yīng)該采用哪一個(gè)網(wǎng)格里的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)呢？”為了解決這一問題，國內(nèi)的商業(yè)氣象公司通過降尺度處理數(shù)據(jù)的方式，從而對目標(biāo)地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。
時(shí)國利介紹，臨境氣象自主研發(fā)的高精度氣象預(yù)報(bào)技術(shù)一方面可以打破國際氣象技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)真正的自主可控；另一方面還能提供更加高精度的氣象預(yù)報(bào)，減少氣象預(yù)報(bào)的重復(fù)計(jì)算成本，“從這個(gè)方面來說，我們可以算是填補(bǔ)了國內(nèi)高精度氣象預(yù)報(bào)的技術(shù)空白。”
氣象預(yù)測可精準(zhǔn)到“街道級”
“我們自主研發(fā)的全球變網(wǎng)格大氣數(shù)值預(yù)報(bào)模式（iAMAS），不僅能夠保持對全球范圍的天氣預(yù)測能力，還可以對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行公里級的超高精度加密預(yù)報(bào)。”時(shí)國利透露，通過采取變網(wǎng)格的方式，在不同區(qū)域采取不同尺度的預(yù)報(bào)，從而聚焦于有特殊需求的區(qū)域。
時(shí)國利舉了一個(gè)例子：如果傳統(tǒng)氣象預(yù)報(bào)是按照合肥市來預(yù)報(bào)，但無法知道蜀山區(qū)天氣，得根據(jù)全市氣象預(yù)報(bào)再分析蜀山區(qū)的天氣?，F(xiàn)在一開始就可以將精度劃分到蜀山區(qū)，獲得整個(gè)區(qū)的精確預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)精度與計(jì)算效率都得到明顯提升。
針對一些具體應(yīng)用場景，臨境氣象可以通過搭設(shè)激光雷達(dá)等觀測設(shè)備的方式，進(jìn)一步提升氣象預(yù)測的精度。“我們?nèi)驓庀箢A(yù)測分辨率已經(jīng)提升至3公里，區(qū)域預(yù)測更達(dá)到百米級，我們甚至都可以對每個(gè)街道進(jìn)行精準(zhǔn)的氣象預(yù)測開展低空飛行氣象保障。”時(shí)國利說。
傳統(tǒng)氣象統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型，往往依賴于歷史觀測數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)了解過往的氣象情況，再進(jìn)行推測未來的天氣。而臨境氣象除了統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型，還搭建了一套大氣物理模型，模擬大氣系統(tǒng)的物理變化。
“如果一朵云從南京飄到合肥，中間可能會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化導(dǎo)致云朵變大變小，如果是傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型，就沒法把握這些信息給出精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)。”時(shí)國利還提到，空氣中可能有雨雪有風(fēng)沙，這些因素帶來的影響，普通的模型也無法捕捉到，在預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度上也會(huì)有影響。
臨境氣象團(tuán)隊(duì)開展氣象數(shù)據(jù)模擬測試
嘗試開展低空飛行氣象保障
氣象千變?nèi)f化，意味著不僅要算的準(zhǔn)，更要算得快。
“通過AI算法搭配氣象大模型，既保證了高精度又可以做到實(shí)時(shí)化。我們的模型每隔15分鐘我們就可以更新一次氣象預(yù)測數(shù)據(jù)。”時(shí)國利介紹，這些高精度的實(shí)時(shí)氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)能夠幫助很多行業(yè)進(jìn)行精準(zhǔn)的生產(chǎn)規(guī)劃和安排，盡量規(guī)避天氣因素帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
以新能源發(fā)電為例，無論是光伏發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電，天氣都會(huì)造成顯著影響，發(fā)電量的不穩(wěn)定和隨機(jī)波動(dòng)給電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營管理都帶來了巨大的壓力。
依托臨境氣象提供的高精度氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，發(fā)電場站可以更加精準(zhǔn)地預(yù)測發(fā)電功率，降低棄風(fēng)棄光率，優(yōu)化電力調(diào)度方案，從而保障電力的平穩(wěn)供給。
“光伏發(fā)電領(lǐng)域，我們不僅能預(yù)測天氣情況，甚至連冬天光伏板上的積雪厚度都能納入分析。對于風(fēng)力發(fā)電來說，晴雨不那么重要，那么我們就按照不同的高度分層預(yù)測，每15分鐘更新7種層高下的風(fēng)力數(shù)據(jù)。”時(shí)國利表示。
而在當(dāng)下熱門的低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，高精度氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)更是低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。
“低空經(jīng)濟(jì)對于氣象條件極為敏感，突然發(fā)生的切變風(fēng)，樓宇之間的穿堂風(fēng)，都會(huì)影響飛行器的安全穩(wěn)定。而這些極端短期臨時(shí)天氣情況，傳統(tǒng)的氣象預(yù)報(bào)根本沒法覆蓋。”時(shí)國利透露，臨境氣象正和行業(yè)合作伙伴聯(lián)合開展低空飛行氣象保障示范工程，為安徽及全國低空經(jīng)濟(jì)的規(guī)模化應(yīng)用提供關(guān)鍵支撐。
作為一家才創(chuàng)立不過4個(gè)月的公司，臨境氣象仍然需要在產(chǎn)業(yè)化上不斷探索。但高精度氣象預(yù)報(bào)技術(shù)，已經(jīng)展現(xiàn)出在重塑生產(chǎn)要素配置邏輯中的廣泛前景，孕育著新質(zhì)生產(chǎn)力破繭成蝶的無限可能。
未來，也許合肥這片創(chuàng)新沃土將為高質(zhì)量發(fā)展繪就更精準(zhǔn)的"中國云圖"。
合肥在線-合新聞?dòng)浾?朱汗翔 通訊員 詹偉偉 周瑩瑩
