中大研發AI氣象預報系統「風烏」　提升極端天氣預報準確度與時效

香港文匯報訊（記者 楊梓穎）隨着全球氣候變化問題持續，極端天氣不再是偶發事件，而是影響城市運作、公共安全、能源供應與跨境物流的「新常態」。從更早的預警、到更精準的風雨路徑與熱浪強度判斷，各地對高可靠度天氣預報的需求急速上升；然而，依賴龐大算力的傳統數值預報正面臨計算成本高、提升空間受限等瓶頸。香港中文大學（中大）電子工程學系教授歐陽萬里指出，人工智能（AI）可在海量氣象數據中推論出規律，為天氣預報提供另一條突破路徑。其團隊研發的AI驅動氣象全方位預報系統「風烏」，在有效預報時長與預報解析度方面均取得顯著進展，並已在多個實際場景展現應用價值。

任何預報系統的效能，最終要在突發危機中見真章。「風烏」於2023年面世，同年8月颱風卡努吹襲日本與南韓期間，市場上不同AI模型及天文台均曾發布預測路徑；團隊指，只有「風烏」的預測與實際路徑幾乎完全吻合。歐陽萬里表示，這種精準度不僅有助大眾規劃行程，更可為社會與經濟帶來效益，包括協助跨國企業制定貿易與運輸路線，亦能支持各地政府更快調配資源、安排援助，以及在必要時疏散居民。

「風烏」的經濟效益正逐步浮現。系統可提供高精準度的風速與日照量預報，成為可再生能源領域的重要工具，協助能源公司按數據調整設備運作，減少因預估失準而出現的發電過剩。歐陽萬里解釋，若公司無法準確估算可輸出的能源量，便可能浪費過多的太陽能與風能；而「風烏」可「為他們節約能源，繼而節省成本」。他估算系統推出以來，已協助相關公司節省價值數千萬元人民幣的能源耗損。

除即時天氣預報外，「風烏」亦面向長期氣候研究。系統儲存了數十年的海洋溫度數據，並可預測海洋未來兩年的冷暖變化，讓研究人員得以觀察全球暖化趨勢，推測其對未來天氣與氣候的影響。2024年加入團隊的費奔表示，「風烏」已在此範疇取得具體成果，並表示「成功利用這個AI系統，準確預測今年將會出現超強厄爾尼諾現象」。

歐陽萬里投身AI天氣預報研究，始於2022年加入上海人工智能實驗室，與白磊等學者合作，並在研究輝達（NVIDIA）開發的智能天氣預報工具FourCastNet後，進一步探索其原理與可延伸方向。經一年多研發，團隊推出「風烏」，名稱取自東漢風向標「相風銅烏」，寓意中國古代智慧與現代科學結合。

為建立數據庫，團隊採用跨政府組織歐洲中期天氣預報中心公開的歷年大氣數據。相較傳統方法往往需動用超級電腦、並使用過百個中央處理器（CPU），「風烏」只需一個圖形處理器（GPU）即可處理數百兆位數據，不但運算速度大幅提升，預報亦更精確、可預測時段更長。歐陽萬里強調：「利用人工智能計算天氣預報，精準度與速度均能顯著提升。」

歐陽萬里指出，「風烏」發布前，DeepMind開發的最先進的預報系統GraphCast能提供9.5天的有效天氣預報，而其團隊模型將有效預報延伸至10.5天，比其他系統長逾24小時。解析度方面，「風烏GHR」可捕捉小至81平方公里（即長寬各9公里）區域的天氣變化，並提供高解析度預報，細緻程度較其他系統高出七倍。歐陽萬里補充，新技術採用多模態機器學習及多工處理，讓團隊得以從新角度提升預報「準繩度」，尋找更準確預測天氣的方法。

香港天文台現時採用「風烏」作為預報工具之一。無論是暴雨降雨量或熱帶氣旋路徑，系統均能更準確預測，相關成效亦屢獲媒體報導並被視作參考。談到外界正面評價，歐陽萬里表示並不意外，反而感到興奮，稱團隊自研究伊始便期望能帶來深遠影響；費奔亦指，看到報道令他更有動力持續提升系統效能。

展望未來，費奔表示團隊計劃整合更多來自衛星、氣象站觀測等來源的數據，並在不造成數據流失的情況下進一步提升「風烏」表現。同時，團隊亦準備與氣象學家及氣候研究學者合作，強化系統處理氣象資料與分析天氣趨勢的能力，期望協助政府與各行業在面對劇烈天氣變化時，能更早部署、處變有策。