重慶立體的氣候，多變的天氣，曾經一度讓重慶人飽受天災之苦，如今，重慶市氣象局迎難而上，與百度智能云聯手，構建國際領先的智慧氣象系統，不僅能夠通過預測天時規避天災，還能順應、利用天時，助力各行各業“叱咤”風云。

文／陳紀英

天氣預報的重要性，在災害發生時尤為凸顯——電影《后天》里，嚴寒、龍卷風、海嘯把人間變成煉獄。

現實生活中也不乏其例。飽受大霧、冰凍、暴雨困擾的某機場，大批航班取消，萬名乘客滯留，原因是立項時漏掉了氣象評估，機場地址錯選在了冷空氣的入口處；一輛列車遭遇13級大風側翻，事故發生地是氣候惡劣的百里風區；一份公路交通設施損毀的統計顯示，該地交通事故與氣象存在的相關性高達76.4%；野外救火的消防人員無法及時了解風向轉變，導致了不必要的犧牲等等。

如今，中國天氣預報的準確率超過了85%，但基于熱力學、動力學的經典數值預報模式，向上突破已近瓶頸，重慶市氣象局局長顧建峰希望找到一條“彎道超車”之路——“云+AI”助力的智慧氣象。

一場風起云涌的“氣象風云”，在巴渝大地開場了。

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“氣”沖“云”霄

提起一個月前的那場暴雨，不少重慶氣象人至今還有點慶幸。

6月22日凌晨三點，連續的暴雨把重慶涪陵淹成了汪洋澤國，降水量接近100毫米，暴雨藍色預警信號升級為了黃色預警信號。預警信息迅速傳送到身在一線的村級氣象信息員。后者在排查地質災害隱患點的過程中，發現一處山坡出現了險情，立刻動員25名村民轉移。

伴隨著震動和搖晃的轟鳴聲，剛剛提腳離開的村民身后，樹木泥土從山上狂暴而下，砸毀了一大片住房——假如這場自然災害被錯報或漏報，或者在任何一個環節多耽擱幾分鐘，后果將不堪設想。

重慶氣候環境復雜多變——宋玉的《高唐賦》里就對此有過描述，“巫山之陽，高丘之阻，旦為朝云，暮為行雨”。

而天氣預報，就是在瞬時變幻、復雜繁瑣的變量中尋找確定性結果——這是一場容量有限的人腦經驗與海量無垠的風云數據的大決戰。

現在的天氣預報已經實現了人機結合，但在預測等關鍵環節，依然主要依靠經驗來判斷，重慶市氣象局和百度智能云聯合打造的智慧氣象，則用“云計算、大數據、人工智能”的新方式找到了天氣預報的捷徑，基于天樞?智能探測系統、天資?智能預報系統、知天?智慧服務系統和御天?智慧防災系統，構建起重慶智慧氣象發展藍圖。

盡管這套尚處于測試階段的智慧氣象系統，如今并不作為最終預測數據對外發布，但顧建峰認為，“現在人不敢去相信機器，總有一天他們會相信的。”因為AI預測的準確性已高于目前的傳統方法。

天氣預報過程，可以簡單的劃分為三個階段：第一階段是觀測，第二階段將觀測所得的數據輸入大型計算機計算，第三階段則是預報員根據計算所得的數據進行修正，得出天氣預報。

重慶市氣象局和百度智能云的合作，也貫穿到了監測、預報、預警三大環節當中，同時還將氣象信息與各行各業發展相融合，描繪“大氣象”宏圖。

• 天樞

天氣預報的第一大特點是數據量極大。目前，重慶市氣象局對接了8顆觀測衛星、自建4部多普勒雷達和2000多個地面氣象觀測站、與周邊省份氣象部門共享10部多普勒雷達和近萬個地面觀測站數據。如此海量的數據，對存儲和計算提出了極高的要求。

為了“吃下”海量數據，重慶市氣象局與百度智能云共建了“天樞”大數據平臺和氣象云資源中心，以大存儲、高算力、穩定的云計算基礎設施，助力氣象數據存儲和分析，現在，重慶氣象部門已經形成了一個龐大的基于物聯網的智能感知系統，氣象信息基礎設施水平和數據分析能力達到一流水平。

• 天資

吃下數據后，還要“吐出”結果——這個重任，托付給了“天資?智能預報系統”。

“傳統的氣象預報預警其實是很粗放的，不能滿足氣候多變地區的需要。”顧建峰介紹，“比如預報萬州區即將迎來暴雨，但現在的技術仍無法排除部分區域不會降雨，該區域的群眾就會認為天氣預報影響了自己的生活和工作。東邊日出西邊雨也是這樣的情況，有人會覺得自己相信了天氣預報帶傘，結果沒下雨成了累贅。這其實是氣象業務的精細化程度還不能很好契合公眾的需求。”

有了“天資”助力，氣象預報的精準度得到了提升。利用百度飛槳（PaddlePaddle）深度學習平臺，2018年全年，重慶月溫度預測評分提高4分，月降水預測評分提高 12分，2019上半年的月溫度預測評分提高16分，月降水預測評分提高6分，天氣預報精準度現住提升。在2019年的幾次冰雹、雷暴大風強對流天氣過程中，冰雹、大風識別命中率達到100%。

2019年6月4日20時至5日20時，重慶出現了一次自西向東的強對流天氣過程，市氣象臺提前1-2小時就精準預報出有雷暴大風，提醒市民防災。

此外，重慶市氣象局0-2小時天氣預報的智能網格預報產品，也讓氣象預報的顆粒度能夠縮短到10分鐘，縮小到一平方公里，“東邊日出西邊雨”將不再是天氣預報中難以逾越的障礙。

• 御天

拿到天氣預報的結果后，還要盡快傳遞到一線，才能“趨利避害”——復雜的地理條件，讓重慶成為了自然災害的潛在高發區：地質災害隱患點高達16000個，大江大河防洪薄弱點300處，森林火災隱患點4000處等等。

預警信息搶先一步，事關生死利害，承擔這個重任的是“御天-智能預警信息發布系統”，它能更及時地進行災害監測，更快速地發布預警信息，更精準地落實責任到人。

在百度智能云的助力下，重慶實現全市16000多個地質災害隱患點信息與四重網格預警人員信息、雨量觀測站信息關聯匹配，一旦達到雨量閾值，系統就會自動對關聯的責任人發預警信息，以最快的速度把天氣預警信息傳達給最需要的人。

顧建峰特意強調了“速度”的重要性，智能預警信息發布系統通過對接百度智能云短信平臺，可以將預警短信發布速率從160條/秒提升到3000條/秒，預警信息發送給160萬預警責任人，以前需要2個多小時，現在只需要9分鐘左右。

2019年6月21到22日凌晨，重慶石柱縣暴雨如注、連下兩天，電閃雷鳴當中，群眾手機里不斷收到強降雨短信和微信預警，該縣馬武鎮累積降雨達207.9毫米，220人有組織的及時轉移，盡管十余個鄉鎮嚴重受災，卻沒有出現一例人員傷亡。

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“大氣象”宏圖

所謂天時地利人和，而天時，說的就是自然條件及天氣狀況。

天氣預報的作用，被顧建峰總結為趨利避害，而順應和利用天時，則能惠及各行各業，創造浩瀚無垠的增量價值。

中國氣象局制定的《氣象信息化發展規劃(2018-2022年)》（以下簡稱《規劃》）的數據顯示，歐洲、美國、日本2015年氣象數據挖掘應用產生的商業價值分別達到2600億、1600億、100億美元，而中國不足15億美元，“中國氣象信息服務產業規模有待提升。”

在智慧氣象的行業應用方面，重慶走到了前列，重慶市氣象局與百度智能云共同打造的知天?智慧服務系統，開始在農業、旅游、水利等垂直領域落地應用。

在美國，氣象研究最早應用于戰爭，而中國氣象的最初應用領域則是農業。2018年，重慶農林經濟作物面積達到2935萬畝，全市農林牧漁業總產值達2052.41億元，它們都需要重慶氣象部門的“保護”。

“我們不僅救老百姓的性命，我們還在鄉村振興、脫貧攻堅方面，為老百姓增收”，顧建峰提到，今年，正宗的巫山脆李，在獲得“中國氣候（特優）好產品”稱號后短短半個月，價格就翻了4倍左右。

受益者還有重慶的農戶。種植在重慶巫山、萬州等山區的農作物，最怕冰雹。“云接云，雹成群”、“云跳舞，莊稼苦”，農戶們一看到冰雹要來，就很緊張。

有了智慧氣象助力，重慶對2019年的幾次冰雹、大風等天氣狀況的識別命中率達到100%，提前監測就能進行更加精準有效的人工防雹，農作物保住了。

“如果我們不能及時預報防范冰雹，幾百畝農作物就毀了，農戶立即返貧，氣象能用非常小的成本獲得非常大的收益”，顧建峰說。

同樣受益的還有旅游行業——“一江碧水、兩岸青山、千年文化”的重慶，正在努力將風云變幻的氣象景觀資源和高達2650米海拔落差形成的山地氣候資源，轉化為旅游資源、養生資源、生態產業資源。

為此，集自然氣候奇觀、體驗生態氣候、氣象科普教育于一體的重慶三峽國家氣象公園，正在全力推進建設，將集納飄渺云海、瑰麗霞光、斑斕彩虹、圣潔雪景、神秘霧淞、巴山夜雨等氣候景觀資源，可以“春賞花”、“夏消暑”、“秋觀葉”、“冬玩雪”，這項浩大的工程將長江沿線及附近的31個區縣都納入了建設范圍。

此前，智慧氣象已經助力首個“國家氣候養生旅游示范基地”落戶重慶，城口、黔江、酉陽分獲“中國生態氣候明珠”、“中國清新清涼峽谷城”、“中國氣候旅游縣”等國家氣候品牌，銅梁、石柱、云陽龍缸國家地質公園、巫山獲得“中國天然氧吧”稱號等。

不僅服務農業和旅游，在大型工程基建、生態文明建設、精準扶貧和鄉村振興、防災減災等各個方面，無一不需要智慧氣象助力。

重慶立體的氣候，多變的天氣，曾經一度讓重慶人飽受天災之苦，如今，重慶市氣象局迎難而上，與百度智能云聯手，構建國際領先的智慧氣象系統，不僅能夠通過預測天時規避天災，還能順應、利用天時，助力各行各業“叱咤”風云。

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老字號“換道”超車

2017年底，顧建峰上任重慶市氣象局黨組書記、局長，這是他時隔五年后第二次來渝工作。

這位談起天氣就興致盎然的氣象專家，對于重慶有著特殊情結。“重慶，是中國氣象事業的發源地。”顧建峰說，中國第一個國家級氣象機構，就曾落址在重慶市沙坪壩區，名為“中華民國中央氣象局”。而一大批著名的氣象科學家，比如中國氣象學奠基者、中央研究院氣象研究所首任所長竺可楨、新中國首任國家氣象局局長涂長望等，都曾工作、生活于此。

顧建峰為此頗感驕傲，另一方面，他也有兩點遺憾。

一是傳統的數值預報模式面臨瓶頸，難以向上突破。

天氣預報的準確率達到了85%，“在所有的預測科學里，準確率是最高的。”顧建峰談到，但從85％－100%的爬坡，卻極為艱難。

而智慧氣象則提供了另外一條思路——可以在數值預報的基礎上利用人工智能進行深度學習，繼而通過算法進一步提高準確率。

其二，在經典的數值預報模式上，中國與發達國家尚有一定差距。

這一差距尤其體現在氣象信息化水平上。《規劃》顯示，歐美國家氣象局高性能計算能力普遍達到了10-16PFlops，是中國的10倍左右；氣象數據存儲規模普遍在100-150PB，也是中國存儲規模的10倍以上。發達國家氣象數據中心和超算中心與地方氣象業務部門網絡連接速度達1-10Gbps，是中國的25-100倍，等等。

既然在這一路徑上，后起追趕的中國難以超越美國等氣象強國，采用AI技術的智慧氣象就成為了“彎道超車”的可行路線。

目前，百度飛槳是唯一的中國自主知識產權開源的深度學習平臺，以此平臺為基礎發展智慧氣象，有利于氣象預報技術的可持續發展和隱私安全。顧建峰也談到，建立自主可控的氣象深度學習平臺符合國家氣象發展戰略，這也是百度成為重慶市氣象局共建智慧氣象合作伙伴的最核心原因。

1930年，竺可楨主導搭建的中國氣象觀測網，結束了中國天氣預報由外國人壟斷的歷史，收回了天氣預報的“主權”。

今天，重慶市氣象局與百度智能云攜手共創，或許有望在全球打造首個智慧氣象“樣板間”，讓中國氣象預報擺脫數值預報模式下屈居發達國家之后的短板，借助“云＋AI”彎道超車。

先行一步的重慶智慧氣象試點，正是對年初出臺的《智慧氣象服務發展行動計劃（2019-2023年）》的呼應，《行動計劃》提出，到2023年，大數據、云計算、人工智能等信息技術在氣象服務中得到充分應用，初步形成智能感知、精準泛在、情景互動、普惠共享的新型智慧氣象服務發展生態。

80多年前，中國首個國家級氣象機構曾起步于此；今天，智慧氣象風云也發端于此，重慶先行一步，但不會止于重慶，如同星星之火，可待燎原之勢。