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微软开源机器学习工具 PBC,提升两周至六周天气预报准确性

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微软研究人员在《自然》杂志发表论文,介绍一种名为概率偏差校正(PBC)的机器学习工具,可改善两周至六周的天气预报准确性。该工具通过识别和纠正现有模型的系统偏差来提高精度,且只需 CPU 即可运行。这意味着资源有限的天气机构也能用 AI 改善预报,对农民和应急响应人员尤为有利。

微软的这项研究并非从头构建新的天气模型,而是用机器学习给已有模型“纠偏”。传统物理模型和 AI 模型在预测两周以上天气时都会出现可靠性下降的问题,原因在于模型用近似值填补数据空白——比如缺乏气象站的地区或尚未被完全理解的大气现象——这些近似会变成系统偏差,且预测时间越长,误差累积越严重。PBC 就是识别这些偏差并加以修正。

一个例子是气候变化带来的偏差:化石燃料排放使地球变暖,但基于历史数据的模型可能偏向于预测比现在更冷的温度。PBC 可将此类系统性错误校正过来。研究人员称,PBC 提升了欧洲中期天气预报中心(ECMWF)一个领先物理模型的准确性,对 98% 的降水目标和 92% 的温度目标指标有效;在分析中,它还将 ECMWF 新 AI 预报系统的准确性提升了一倍。ECMWF 此前已在其中 AI 天气预报竞赛中表彰过这项研究。

该工具以开源软件形式发布,硬件要求低。微软新英格兰研究院高级首席研究员 Lester Mackey 表示,它只用 CPU 就能运行,不像物理建模依赖超级计算机,也不像生成式 AI 依赖强大的 GPU。论文作者之一 Genevieve Flaspohler 说,PBC 轻量、易于训练,资源有限的研究人员也能针对特定地区调整模型。她所在的非营利机构 Rhiza Research 正与肯尼亚气象局合作,在盖茨基金会资助下测试包括 PBC 在内的方法,以在预期的极端雨季前改进预警。

原文Microsoft has a new machine learning tool to improve weather forecaststheverge.com

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