人工智能驱动的精细化雷电预报技术
编号:20
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更新:2025-03-18 13:02:08 浏览:31次
特邀报告
摘要
雷电是一种典型自然灾害,对人类活动及工业生产影响重大,开展精细化雷电预报对防灾减灾意义重大。传统的雷电预报方法依赖数值天气预报(NWP)模式,计算成本高,精细度受限。近年来,以人工智能为代表的数据驱动型气象预报技术快速发展,尤其是基于深度神经网络的气象大模型,通过挖掘历史数据中的潜在规律,在较低计算成本下获得与NWP模式相当的预报精度。
本研究探索了两种人工智能驱动的精细化雷电预报方法:一是提出基于双时空编码的融合预报模型,分别从雷达、气象站观测数据中提取短期、强相关的雷暴微尺度信息,从NWP模式数据中提取长期、大尺度的天气演变趋势,通过神经网络融合二者优势,生成精细化雷电预报结果。华北地区实测验证表明,该方法在6小时预报时长、1小时和0.04°×0.04°分辨率场景下,威胁评分(ETS)较传统方法提高3倍,显著提升短临雷电预报性能。
二是探索气象大模型驱动的雷电预报技术。由于现有气象大模型仅能输出粗分辨率气象参量预报,尚不能直接得到精细化雷电预报产品,因此提出门控时空融合网络(gSTFNet),通过门控机制动态挖掘大模型预报与临近闪电观测的相关性,自适应融合生成高精度雷电预报结果。广东地区实测结果显示,gSTFNet的ETS评分较单纯使用气象大模型提升50%,有效拓展了气象大模型在精细化雷电预报中的应用能力。
稿件作者
耿阳李敖
北京交通大学
郑栋
中国气象科学研究院
李怡然
北京交通大学
李清勇
北京交通大学
郭志清
北京交通大学
徐良韬
中国气象科学研究院
姚雯
中国气象科学研究院
吕伟涛
中国气象科学研究院
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