海洋预报从“天级”到“分钟级”,深圳如何做到?深圳市海洋发展促进中心携手华为云,基于盘古大模型框架构建全国首个AI海洋智能预报大模型。3D-EST架构、两层嵌套方案、全栈昇腾算力底座,这套系统不仅提升预报精度与速度,更在改写海洋预报的产业范式。
海洋预报长期卡在“算得慢、算不准”的瓶颈里,传统数值模式依赖超级计算机,一次完整的区域预报动辄数小时,碰上台风、赤潮等海洋突发事件,传统预报时效难以匹配应急预警需求,有效预警窗口期被大幅压缩,深圳这次给出的答案是:把AI大模型直接嵌入预报链条,让预报推理时间从天级压缩到分钟级。
据《深圳特区报》报道,深圳市海洋发展促进中心与华为云团队,正在联合构建全国首个深度融合AI技术、全栈国产算力支撑的海洋智能预报大模型,项目已进入工程化落地阶段,依托华为昇腾算力底座和ModelArts Studio平台,完成了从数据清洗、模型训练到推理发布的全流程闭环。
过去预报员等数值模式跑完才能出结论,现在AI模型能在几分钟内输出结果。
盘古海洋智能预报大模型的技术起点,是华为云团队早前发表在《Nature》上的盘古气象大模型框架。但海洋比大气更复杂——它要考虑海陆交互、垂向分层、多源观测数据的稀疏性。
双方团队提出的3D-EST架构,核心是三维编码,把海洋与大气要素放进同一个编码空间,同时融入绝对位置编码、层次化时域聚合、海陆掩码和地形高度等自然外强迫因素,模型不是单纯做数据拟合,而是让AI“感知”海陆交互的动态边界。
团队同步引入海气耦合理论,实验过程中发现,纯数据驱动的AI模型在长期海洋预报中易出现预测漂移问题。为此,研究团队将海洋物理机理与AI技术深度融合,大幅提升了模型对海气相互作用动态过程的还原度,使长期稳定的海气要素预报得以实现,其直接成效体现在:海洋要素预报精度显著提升,尤其在赤道太平洋等关键海域,这一提升效果更为突出。
精度问题向来是AI预报的痛点,传统全球预报模型分辨率粗,近海复杂地形、岸线细节根本抓不住。深圳团队给出的方案是将两层嵌套——全球模型提供稳健的边界条件,内部嵌套一个更高分辨率的区域模型。
区域模型聚焦南中国海及深圳周边海域,融合浮标、卫星遥感等多源数据组合。这样,在面对观测数据稀疏或不完整的现实,模型具备插补能力,能生成连续且分辨率更高的数据场,最终实现1/36°尺度的精准刻画,这个精度足以满足近海航道、养殖区、滨海旅游点等特定场景的精细化需求。
多源异构的区域观测数据与全球背景场的融合,为模型提供了更可靠的初始边界条件,使得深圳周边海域的预报,不再是全球模型的粗糙插值,而是有专属高分辨率数据支撑的独立输出。
AI预报模型落地,最后一道坎是算力安全和工程化能力。盘古海洋智能预报大模型选择全栈自主创新的华为昇腾算力,搭配华为云ModelArts Studio一站式AI开发平台。数据安全、训练效率、推理部署,全部在国产技术栈上闭环完成。
这解决了AI预报“最后一公里”的痛点,模型不是仅供研究用的代码包,而是能支持自助训推与区域微调的生产工具。地方海洋预报机构可以根据自家海域特点,对模型进行微调适配,无需从头训练。
该技术体系具备在全国范围内复制推广的示范价值,未来可广泛应用于海洋防灾减灾、蓝色经济发展、生态环境预警及海洋可持续发展等领域,AI海洋预报模型的规模化落地应用正加速推进。
传统海洋预报是算力堆叠的游戏——超算规模越大、节点越多,预报才可能更快更准。AI大模型提供了一条新路径:用算法换算力,用数据驱动换物理参数化方案。深圳与华为的这次联合攻关,也证明国产AI技术栈在海洋科学领域同样能打。
盘古海洋智能预报大模型不是孤立产品,而是与华为云整体技术栈深度绑定的解决方案。从底层昇腾芯片到中层开发平台,再到上层模型应用,全链条自主可控,其战略意义与预报速度的提升同等重要
海洋预报能力的强弱,直接决定海上风电、远洋运输、深海养殖等产业的运营安全与成本结构。预报从“天级”到“分钟级”的跨越,平时应急响应窗口期被大幅拉长,航线优化、作业窗口选择等决策有了更敏捷的数据支撑,深圳建设全球海洋中心城市的产业底座,正在被这套AI预报系统重新浇筑。
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