驾驭龙卷风 人工智能能行吗

科幻作家刘慈欣在小说《球状闪电》中描述了这样一种天气预报：故事的主人公从气象学院毕业后开发了一种系统，可以用来探测龙卷风，并且把即将生成的龙卷风扼杀在摇篮中。这样的科幻场景至今仍让人觉得不可思議，龙卷风的预测在当今仍然是一个难题。不过，人类可以借助人工智能这一新兴技术来试着破解龙卷风预测难题。

在天气预报领域，人工智能呈爆发式增长

2010年以后，尤其是最近两三年，人工智能迎来发展爆发期，在数值模式资料同化和参数化、天气系统识别、灾害性天气监测和临近预报等天气预报领域的应用得到不断扩展，但目前仍处于弱人工智能阶段。

从20世纪80年代末到90年代初，人工智能技术在美国、加拿大、英国、法国等国家的天气预报中的应用掀起了一场热潮。这些预报系统大多基于专家系统和自然语言处理来研制，预报对象以强对流灾害性天气为主，如雷暴、冰雹、雾、闪电等。另外，也有不少系统基于人工神经网络系统来进行强降水、龙卷风、闪电等预报。这一时期的人工智能系统大多处于研制阶段，极少投入业务使用。直到2010年左右，随着新一代信息技术引发信息环境与数据基础变革，海量图像、语音、文本等多模态数据不断涌现，以及计算能力的大幅提升，人工智能才迎来发展爆发期。

近两年，国外人工智能在天气预报领域的应用呈现爆发式增长，并且呈现出由传统的机器学习向深度学习发展的趋势，而国内气象行业对人工智能技术的关注度也快速提高。

人工智能，有多少智能，背后就有多少人工

人工智能最终会取代气象预报员吗？人工智能会对气象预报甚至整个气象行业带来颠覆式变革吗？未来气象预报员的价值何在？

我们不得不承认，人工智能的确很“强悍”，比如美国关于雷暴生命史的实时预测模型，其作出的预报结果已经明显优于人的主观经验。调查表明，在该项业务上，气象预报员在面临模棱两可的情况下更愿意相信人工智能的预报结果。

不过，未来气象预报员与人工智能的关系一定是和谐且融洽的。尽管现在在围棋等领域人工智能已经可以完胜人类，但目前仍处于弱人工智能阶段，当它通过图灵测试后才算进入强人工智能的范畴。

现在的人工智能几乎还局限于仅能够有效完成专业任务的“狭义人工智能”范畴，而天气气候系统是一个耗散的、具有多个不稳定源的高阶非线性系统。其复杂的内部相互作用和随机变化导致天气气候的可变性和复杂性，而且其初值、边界值、输入、输出、物理机制等都不是百分之百确定的。人工智能要处理如此多的变量和不确定性因素，显然还面临着不小的挑战。

可以说，在目前的弱人工智能背景下，有多少智能，背后就有多少人工。因为人工智能应用包含了大量的数据挖掘分析、模型训练学习、检验反馈等工作，而这些工作目前基本都是由人类指导或训练机器完成的。打一个生动的比方：在弱人工智能背景下，人工智能更像是气象预报员的婴儿，婴儿从刚出生时大脑一片混沌、不知世事，到后来慢慢具备爬行、走路、说话等能力，这个过程其实和人工智能的发展是非常相似的。

但是，当孩子长大成熟了，即一个人工智能模型被训练好后，就可以减少气象预报员的很多烦琐工作，并享受更准确的预报结果。