再现大气—海洋相互作用……超级厄尔尼诺亦可准确预测
仅用1块图形处理器，数秒生成200天海洋预测结果
在气候危机导致热浪、暴雨、台风等极端天气现象日益频繁之际，韩国研究团队开发出利用人工智能快速、准确预测全球海洋的技术。过去需由超级计算机长时间计算完成的海洋预测，如今仅用一块图形处理器即可在数秒内完成，预计将大幅提升长期气候预测及应对气候变化的能力。
韩国科学技术研究院表示，气候碳循环研究组Kang Daehyun博士团队开发出基于人工智能的全球海洋预测模型“KIST-Ocean”。研究成果发表于国际学术期刊《科学进展》（Science Advances）最新一期。
KIST-Ocean模型推理过程结构。学习数十年大气与海洋数据的人工智能基于初始海洋和大气条件，以5天为单位反复预测，预测最长200天的全球三维海洋变化。研究团队供图
View original imageKIST-Ocean是一种通过学习数十年来积累的全球三维海洋观测数据，预测未来海洋状态的人工智能模型。该模型基于水温、洋流、盐度等海洋主要物理信息，可按5天间隔预测至水深600米范围内的变化。尤其是，仅凭一块图形处理器，便可在数秒内生成约200天的全球海洋预测结果，较传统数值预测模型显著降低了计算时间和成本。
研究团队验证人工智能对实际海洋物理现象的再现准确度后发现，该模型能够以符合既有海洋物理理论的方式呈现随大气变化发生的海洋波动、上升流和下沉现象。此外，模型还成功再现了2015年超级厄尔尼诺期间赤道太平洋海表温度上升、海洋内部热量分布变化等主要发展过程，证实了基于人工智能的海洋预测具有可靠性。
KIST-Ocean超级厄尔尼诺再现实验。采用2015年当时的风力条件后，中东太平洋海水温度上升，形成超级厄尔尼诺现象（左）；而在常年风力条件下，则出现海水温度下降的拉尼娜反应（右）。这与热带太平洋风对厄尔尼诺发展发挥重要作用的既有研究一致，展现了模型对物理现象的再现能力。研究团队供图
View original image研究团队预计，这项技术将成为把人工智能应用范围从短期天气预报拓展至季节和年度尺度气候预测的核心基础。未来，该技术还可用于开发整合大气、海洋和陆地的人工智能地球系统模型，有望加快多种气候变化情景分析及气候灾害应对研究。
KIST博士Kang Daehyun表示：“KIST-Ocean表明，人工智能不仅具备较高的预测准确性和计算效率，还能够真实再现大气与海洋之间复杂的物理相互作用。我们将进一步提升基于人工智能的气候预测技术，增强应对气候危机的能力，为保障公众安全、减少社会和经济损失作出贡献。”
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