北京市气象局自主研发灵犀大模型 赋能极端降水精准预报

“该模型能够较好地把握中到大雨过程，且大雨位置与实况较为吻合，能够给预报员有效提示。”北京市气象台预报员口中的这个模型，是北京市气象局自主研发的国产人工智能预报系统灵犀极端降水大模型（以下简称灵犀大模型），在今年汛期正式亮相，为北京及华北地区极端强降水精准预报预警服务提供了科学支撑。

组团集智破难题

近年来，短时强降水、暴雨、冰雹等极端降水天气发生概率逐年增加，严重威胁人民生命财产安全，为大城市气象防灾减灾带来极大挑战。去年北京“23·7”极端强降水发生后，市委、市政府对人工智能技术在极端天气精准预报中的研究应用提出新的要求。

北京市气象局迅速落实，组建人工智能气象模型研发创新团队，集中优势资源联合攻关，建设面向实际业务应用的人工智能预报体系，实现高精度预报和智能化极端天气预警。

团队负责人、北京城市气象研究院研究员冯琎介绍，当前，一些人工智能气象中期预报环流大模型，在高空和地面气象要素中期预报中表现较好，但在极端降水预报方面仍然存在不足。为解决这一问题，团队自主研发了灵犀大模型，实现算力、算法、数据的自主可控，可提供未来 120小时逐6小时更新的降水预报产品。

灵犀大模型的模型架构由环流特征提取、降水诊断、升维等三部分组成，通过自主研发的信息平衡方案，解决降水数据极端不平衡问题；挂载当前主流的全球人工智能环流场大模型生成降水预报，有效弥补了当前人工智能环流大模型在强降水预报方面的短板。测试集结果显示，灵犀大模型全球6小时累计降水25毫米以上量级评分（FSS）在0.5以上，使用再分析诊断生成的极端降水的位置和强度，与实况有较好的一致性。

落地应用效果佳

7月25日，台风“格美”先后在中国台湾和福建莆田一带登陆，登陆后其残余环流北上影响我国内陆地区。“是否会给北京带来极端强降雨”是当时北京市气象台分析研判的重点。

“台风路径、强度的变化，哪怕只是略微调整，对北京降水的影响都是非常大的。”北京市气象台首席预报员赵玮说。

在这方面，灵犀大模型提供了重要参考，其预报“7月28日8时至29日8时‘格美’转向，北京地区降水落区东移”。根据这一结论，结合环流形势演变趋势，北京市气象台综合研判，“格美”对北京地区的影响明显减弱，为市区两级防汛部门科学合理开展防汛工作提供支撑。

团队使用华北地区站点实况数据对预报结果进行检验，2024年汛期，灵犀大模型在降水分布和量级预测，尤其在强降水预测方面表现优秀，平均强降水预报评分较主流大模型提升20%以上。

目前，团队正在推进灵犀大模型融入气象保险风险预警服务领域，为风险预警自动触发、一键式发布及更广泛的防灾减灾场景应用提供重要支撑。

（作者：刘月琦 叶芳璐 责任编辑：张林）

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