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Google DeepMind 的 WeatherNext AI 将气旋预测提前期延长 24 小时,现已开源

Google DeepMind 的 WeatherNext AI 模型为气旋预测平均提供了额外 24 小时的提前期,现已向全球科研界开源。

Google DeepMind 推出了一款名为 WeatherNext Cyclones 的人工智能模型。该模型通过为关键预测提供平均额外 24 小时的提前期,显著提升了热带气旋预报能力。这一突破性成果发表于 2026 年 8 月 6 日的《自然》(*Nature*)杂志上,标志着气象能力的重大飞跃——其实现三天期气旋预测的准确度,达到了此前系统仅能预测两天期的水平。该公司还开源了该模型以及更广泛的 WeatherNext 2 系统,旨在加速全球科学研究和防灾准备工作。

一、利用 AI 推进气旋预测

热带气旋(包括飓风和台风)是全球最具破坏性的天气现象之一,在过去五十年中已导致 70 多万人死亡,并造成估计达 1.4 万亿美元的经济损失。从历史上看,对这些灾害进行准确预测一直是一项复杂的挑战,传统的数值天气预报(NWP)模型需要巨大的计算资源和时间来模拟大气动力学。Google DeepMind 的 WeatherNext Cyclones 模型通过利用 AI 以行业领先的准确度预测气旋的路径、强度和风场结构,解决了这一难题。这一提升为社区和应急服务部门准备应对即将来临的风暴争取到了“至关重要的额外 24 小时”,Google DeepMind 将这一改进形容为大致相当于气象学领域十年的进步。

二、架构创新与广泛训练

WeatherNext Cyclones 构建在采用函数生成网络(FGN)的先进 AI 架构之上。这种设计使模型能够生成集合预报,针对特定风暴产生多达 1,000 种可能的情景。这种能力对于识别诸如快速增强等低概率、高影响的事件至关重要,而确定性模型通常难以捕捉这些事件。

该模型的训练过程非常广泛,利用了近 20 TB 的全球大气数据。它还纳入了国际气候管理最佳路径档案(IBTrACS)数据库,该数据库汇集了近 5,000 场历史风暴的记录。尽管训练数据非常复杂,但 WeatherNext Cyclones 可以在单个张量处理器(TPU)上,在不到一分钟的时间内生成一份包含路径、强度和风场结构的完整 15 天预报。与需要更细粒度输入和强大处理能力的传统物理模型相比,这种计算效率是一个显著的优势。值得注意的是,该模型在约 28x28 公里的较粗糙输入分辨率下仍能有效运行,其 mini 变体甚至可以在 111x111 公里的分辨率下运行,这比传统模型的精度粗糙了一百倍,但仍能保持极高准确度。这种对分辨率降低的适应能力,其背后的具体原因对研究人员来说仍然是一个“开放性的研究课题”。

三、性能基准与真实世界验证

研究人员利用 2023 年至 2025 年期间的热带气旋,将 WeatherNext Cyclones 的功效与领先的业务运行模型进行了严格的评估对比。结果表明,在路径、强度和风向半径预测方面,该模型平均具有一天或更长时间的提前期优势。这意味着 WeatherNext 的三天预报达到了以往先进系统仅能提供两天预测的相同准确度。

该模型的能力还在现实的业务运行环境中得到了检验。在 2025 年大西洋飓风季期间,美国国家飓风中心(NHC)采用了 WeatherNext Cyclones。一个著名的案例是它在预测飓风“梅丽莎”(Hurricane Melissa)中发挥的作用,该模型提前五天准确预测了该风暴的快速增强以及最终在牙买加的登陆。这一成功的预测使 NHC 能够更早地发布预警,为地面团队的准备和应对争取到了关键的时间。WeatherNext Cyclones 的开发是 Google DeepMind 和 Google Research 的 AI 研究人员和工程师,与来自 NHC、合作大气研究机构(CIRA)以及英国气象局(UK Met Office)的专业预报员共同合作的结果。

四、开源以扩大全球影响力和可及性

为了促进更广泛的采用并加速气象科学的进步,Google DeepMind 已经开源了 WeatherNext Cyclones、WeatherNext 2 以及 WeatherNext 2-mini 的代码和预训练权重。这些资源已在 GitHub 上基于 Apache 2.0 许可证发布,允许全球的研究人员、气象机构和开发人员以此技术为基础进行开发。WeatherNext 2-mini 变体尤其具有易用性,因为它可以在免费的 Google Colab 笔记本中的单个 TPU 上运行,从而有效降低了小型机构和学术团体的计算门槛。

除了开源发布之外,WeatherNext 的实时输出已集成到 Google Earth AI 中全新设计的 Weather Lab 交互式平台中。此外,更广泛的 WeatherNext 2模型(提供更快、更高分辨率的常规天气预报)现在可通过 Google Earth Engine 和 BigQuery 用于高级研究和地理空间分析,并通过 Google Cloud 的 Vertex AI 提供早期访问。

五、对防灾准备和未来研究的意义

WeatherNext Cyclones 提供的更长提前期对防灾准备具有深远的影响。额外的 24 小时使应急管理人员有更多时间在风暴登陆前部署物资、组织疏散并安排响应队伍,这有可能挽救生命并减轻经济损失。这一进步代表了在全球范围内建立更强气候韧性迈出的重要一步。

这些模型的开源预计将推动 AI 驱动的天气预报领域的进一步研发。WeatherNext Cyclones 在比传统模型显著粗糙的分辨率下仍能保持准确性,这一尚未得到解释的现象提供了一个引人注目的“开放性研究课题”,可能会为大气建模带来新的启示。通过让这种强大的 AI 技术变得触手可及,Google DeepMind 旨在赋能全球气象界,以更好地预测各种天气事件,并做出更明智的决策来保护生命和基础设施。

常见问题

WeatherNext Cyclones 是什么?

WeatherNext Cyclones 是由 Google DeepMind 和 Google Research 开发的人工智能模型,在预测热带气旋路径、强度和风场结构方面达到了行业领先的准确度。

WeatherNext Cyclones 能够多提前多少时间提供预警?

与领先的业务运行模型相比,该模型为气旋预测平均提供了至少额外一天(24 小时)的提前期,实际上使三天预报的准确度达到了以往两天预报的水平。

WeatherNext Cyclones 是否已在现实场景中投入使用?

是的,它已被美国国家飓风中心在 2025 年大西洋飓风季期间使用,特别是协助预测了飓风“梅丽莎”的快速增强以及在牙买加的登陆。

WeatherNext 模型是否可供公众使用或研究?

是的,Google DeepMind 已经基于 Apache 2.0 许可证在 GitHub 上开源了 WeatherNext Cyclones、WeatherNext 2 和 WeatherNext 2-mini 的代码和模型权重。实时输出也可以通过 Weather Lab 交互式平台访问,而来自 WeatherNext 2 的数据可以通过 Google Earth Engine 和 BigQuery 获取。

参考来源

* Google DeepMind says WeatherNext adds a day to cyclone forecast accuracy - MLQ.ai. (August 7, 2026). https://mlq.ai/google-deepmind-says-weathernext-adds-a-day-to-cyclone-forecast-accuracy/ * Google DeepMind Open Sources WeatherNext AI Cyclone Forecasting Model. (August 7, 2026). https://unite.ai/google-deepmind-open-sources-weathernext-ai-cyclone-forecasting-model/ * DeepMind opens WeatherNext cyclone forecasting model - Resultsense. (August 7, 2026). https://resultsense.ai/deepmind-opens-weathernext-cyclone-forecasting-model/ * WeatherNext: AI model achieves breakthrough in forecasting cyclones - Google DeepMind. (August 6, 2026). https://deepmind.google/blog/weathernext-ai-model-achieves-breakthrough-in-forecasting-cyclones/ * WeatherNext 2: Our most advanced weather forecasting model - Google Blog. (November 17, 2025). https://blog.google/products/weather/weathernext-2-ai-weather-forecasting-model/ * Our WeatherNext 2 AI model demonstrated a massive leap forward in predicting cyclones. - Google Blog. (August 6, 2026). https://blog.google/technology/ai/weathernext-2-ai-model-cyclone-forecasting-breakthrough/ * Google's WeatherNext 2 Gains a Full Day of Cyclone Warning, Goes Open Source - Unite.AI. (August 6, 2026). https://unite.ai/googles-weathernext-2-gains-a-full-day-of-cyclone-warning-goes-open-source/ * WeatherNext 2 by Google DeepMind: AI Weather Forecasting Model Explained (2026). (March 23, 2026). https://www.aimodels.org/blog/weathernext-2-by-google-deepmind-ai-weather-forecasting-model-explained-2026 * Google DeepMind Says Its AI Can Now Predict Cyclones a Full Day Earlier - BigGo Finance. (August 7, 2026). https://www.biggo.finance/news/google-deepmind-says-its-ai-can-now-predict-cyclones-a-full-day-earlier-2026-08-07 * DeepMind opens WeatherNext, buys forecasters a day on cyclones | AI Weekly. (August 6, 2026). https://aiweekly.co/p/deepmind-opens-weathernext-buys-forecasters * WeatherNext 2 - Google DeepMind. https://deepmind.google/discover/blog/weathernext-2/

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