随着气候预测、气候模拟、智慧气象、并行计算集群、气象大数据平台、高性能数值计算、气象高性能计算集群的发展，人类步入全新的人工智能大数据时代。

“雷声大雨点小”“久晴大雾必阴,久雨大雾必晴”……自古以来，人们从云卷云舒、风停雨歇中学会了观天象，并将这些经验用于出行、农事活动中。进入现代社会，天文学、流体力学等学科的快速发展，气象站、气象气球和卫星等工具的利用，人类对气象的理解迈进了新的台阶。

对于如何增强气象科技自主创新能力，赋能高质量发展。有专业人士指出一方面是利用人工智能、大数据等技术把气象服务做得更加精细化、准确化；另一方面是创新行业解决方案，挖掘更多行业或场景的气象需求，让气象服务更加紧密结合生产生活。

超级计算机、大数据应用将能够满足未来气象预报在三个关键领域的需求：

管理和利用庞大数据集

环境数据的数据量和多样性将以指数形式成倍增加，将对基础设施管理和存储这些数据提出极大的需求，也要求更大计算能力模拟使用。这也为公立和私营机构研究人员专业化服务提供了新机遇。

提高模型的分辨率

高分辨率模型是一个关键因素，可以更好地评估长期气候系统状态，提高气象预报能力，特别是对灾害性天气的预报能力。美国国家大气研究中心和大学的研究人员使用超级计算机对于飓风的模拟，已经提高到500米分辨率，相当于几个街区的预报。

解决技术障碍

鉴于天气建模和分析变得更加数据密集型，需要更大计算能力，研究人员必须更加关注性能瓶颈，如内存、I / O、互连延迟和带宽。天气模拟需要成千上万微处理器并行运算，突破硬件和软件的可扩展性限制。此外，可扩展的操作系统、编译器和应用程序库正在发挥作用。最终，底层技术基础设施必须紧密集成，支持模拟和分析工作流程。

在过去，全球广泛采用的天气预报模式是数值模拟法，通过实验室内的大型计算机作数值计算，用物理方程表达天气演变，从而预测一段时间内大气运动状态和气象。尽管很长一段时间的天气预测都是依靠数值模拟法，但是数值模拟由于精准度和准确率有限，慢慢达到了瓶颈，难以满足现代社会的发展需求。

中国气象局高级工程师卞赟（卡赞）表示：天气预报和人工智能有着天然耦合的关系。天气预报需要大量的、多种多样的资料，人工智能天生就是处理大数据的工具；现有资料的时空数据密度不够，人工智能具有对不完全不确定信息的推断能力；此外人工智能还可以总结专家的知识经验，提高平均预测水平以及利用统计与数值模式中无法利用的抽象预报知识等。

人工智能预测主要的方法是用大量的训练数据加上人工智能模型，通过数据进行计算优化的方法，可以和数值模拟进行很好的互补。

直接采用端到端的AI技术，通过长时间收集到的雷达云图运动的时间序列数据及人工智能和模式数据的融合，进行预测云在未来移动的方向、下雨积雨云运动的方向等。

天气是一个混沌系统，从现有技术看，不可能实现100%准确，但人工智能、大数据等新兴技术的加入，使得预报结果与真实情况之间不断接近，目前已可实现公里级、分钟级的格点化天气预报。

通过人工智能和大数据的加持，智慧气象已经在各个领域发挥作用，其优势也逐渐显现。与传统气象预测手段相比，人工智能具有数据处理能力更强、预测准确性更高、精细化程度在空间维度达到公里级甚至百米级，时间维度达到分钟级、并与其他的生产生活相关的指数等相结合。

人们日常的生产生活与天气变化之间的关系密切，而灾害性天气对农业、交通、经济、生活等方面影响更加显著。

国家应急管理部发布的2021年全国自然灾害基本情况数据显示，2021年全年各种自然灾害共造成1.07亿人次受灾；倒塌房屋16.2万间，不同程度损坏198.1万间；农作物受灾面积11739千公顷；直接经济损失3340.2亿元。

如何尽量规避天气风险并利用好天气为经济社会发展服务成为当今社会的一道“必答题”。国务院印发的《气象高质量发展纲要(2022-2035年)》提出，要筑牢气象防灾减灾第一道防线，提高气象灾害监测预报预警能力；提高气象服务经济高质量发展水平，实施气象为农服务提质增效行动、海洋强国气象保障行动、交通强国气象保障行动、“气象+” 赋能行动。

在国家层面，气象科技赋能高质量发展要把气象技术观测设备，卫星观测站基础设备能力提升。对气象服务企业来说，利用好这些设备和技术，创新行业解决方案，赋能各个需求场景和行业，更深入的为经济社会发展服务。

在农业领域，农业是国民经济的基础，“三农”工作与气象工作息息相关。墨迹天气负责人黄渤海表示“在农业种植决策上，通过预测天气，农民可以选择合适的时间进行春播秋收，通过判断整年的气候情况和水土选择合适的作物种植，增加产量。耕作后，农民可以通过天气预报进行防灾减灾，减少损失。此外，通过预测降水情况还可以帮助农民减少灌溉成本，提升对水资源的利用效率。”

项目背景

某省是我国受台风、暴雨、干旱、寒潮、大风、冰雹、冻害、龙卷风等灾害影响最严重地区之一。在气象灾害相对频发的情况下，某省气象局在服务经济社会发展中作用日益突出，提高气象观测、数据共享和精细化预报水平变得至关重要。通过与蓝海大脑合作，摆脱原有IT基础构架对于气象工作的限制，实施弹性的统一架构，实现了高水平的气象观测、预测和服务业务。