人工智能在极端天气的应用综述 .pdfVIP

科技与创新

2020年第23期ScienceandTechnologyInnovation┃

文章编号：20956835202023005904

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人工智能在极端天气的应用综述

李婧，何贞铭，徐佳琪，王晶晶，陈昊

（长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

摘要：频发的极端天气一直极大地威胁着人类的生命财产，近年来随着科技的不断发展和机器学习技术的成熟，

借助人工智能在极端天气领域已取得不少突破。重点介绍了20世纪80年代以来国内外人工智能技术在极端天气

领域的研究、应用现状及其研究进展，并针对应用中的特点和不足提出评述。指出人工智能会成为极端天气领域

中一个提高气候业务水平的强有力工具，并对未来人工智能在极端天气上的发展和应用趋势进行了展望。

关键词：人工智能；天气预报；极端天气；机器学习

中图分类号：TP18；P409文献标志码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2020.23.023

1引言统计技术，借以历史资料如历史曲线演变、天气变化周期、

在过去的一个世纪里，全球范围内的气候均呈不断上升天气谚语中的经验等进行分析。随着资料的积累和技术的发

趋势，过去四年也是有纪录以来最热的四年，全球气候的极展，数理统计方法和更多其他方法也得到了应用，但这一时

端特征明显，随之而来的是全球各地频发的严重极端天气事期天气预报制作仍然全部由人工完成。

件。因极端天气事件频繁且突然，许多地区准备不足或来不2.2物理分析技术

及准备，使得生产生活遭受到巨大损失，甚至会危及生命。而后伴随时代的进步，物理统计发展迅速，建立了基于

这些多发的极端天气不断威胁着基础设施建设、人类健康以多种数理统计方法的统计预测模型，到目前为止统计预报方

及生态系统。法的研究和应用一直在不断进行，并已成为短期气候预报的

[7-11]

基于科学技术的飞速发展，人工智能（Artificial主要方法之一。通过对短期气候预测理论的不断研究发

Intelligence）在各个领域大展身手，利用机器学习、深度学展，物理因素的分析得到了极大的重视，到了20世纪80年

习等工具来解决行业内的棘手问题、开拓新的业务领域。在代后期，中国气候业务部门基于物理统计方法建立了第一

气象领域中也逐渐发挥着巨大的作用，人工智能应用到极端代短期气候预测自动化业务系统，此时基本告别经验统计

天气上可以准确预测时间地点同时做好应对措施，减少生命阶段。

财产损失。2.3动力学分析技术

[1]

在1956年美国达特茅斯学院的一个研讨会上，AI动力气候模式预测系统是继物理统计分析之后的另一个

（ArtificialIntelligence）正式被提出，如今人工智能呈现出新阶段，在“九五”科技攻关相关项目的支持下国