一只“土豚”,干掉了全球最强的超算系统,彻底颠覆天气预报逻辑

老胡懂点星 2025-03-21 19:14:38

全世界的天气预报,正在被一只“土豚”颠覆。Aardvark,原意是非洲的一种食蚁兽,现在成了一个看天气的AI,干掉了全球最强的超算系统之一。

它比传统系统快几十倍、耗能少上千倍,只用10%的数据量,就可以超越美国国家GFS系统的精度。在某些变量上,它甚至接近美国气象局那些依赖几十个模型和人工分析的专业预测。

只要一台桌面电脑,就能预测全球天气。

传统的天气预报,是门庞大的工业体系,核心是一整套物理模拟模型。这些模型模拟大气动力学、热力学、海洋对流、地表蒸发,层层递推,再经过数值求解器演算未来几小时乃至几天的演化路径。就算是欧中期气象中心(ECMWF)和NOAA这样的国家队,每天也要花好几个小时跑一次全球预报。

超算系统,量身定做,动辄数亿欧元,运行一次模拟,能耗以兆瓦小时计。数据处理链条长、人工参与度高,维护成本惊人。别说发展中国家了,就算是发达国家,一套完整的天气预报体系,也得几十年积累。

现在,Aardvark只用一个AI模型,把这一整套流程扔进历史Laji堆。

它不是用AI来替代某一段流程,比如谷歌、华为、微软之前做的那种“AI数值求解器替换”,而是用一个纯粹端到端的模型,吃进观测数据——包括卫星图像、地面气象站、传感器数据,直接吐出天气预报结果。

没有物理公式,没有中间模块,没有后处理,连人工参与都不要。全流程AI,输出本地和全球天气预报,分钟级出结果,精度甚至优于传统模型。

这就是Aardvark的底气。

背后是剑桥大学工程系、艾伦图灵研究所、微软研究院、欧中期天气预报中心共同参与的研发阵容。数据靠的是ERA5,全球最权威的再分析数据集。AI靠的是最先进的机器学习模型,简单而灵活。

关键不是它强,而是它“懒”。

用更少的数据、更简单的结构、更低的算力,达到甚至超过现有复杂系统的效果。就像你还在用一整套工厂流水线手工装配手机,人家已经在用3D打印一体成型。

而这还只是开始。

Aardvark不仅可以预报温度、降水、风速,它还可以随意定制。非洲农业要本地化温度预测?几小时搞定。欧洲风电场要实时风速预测?模型微调就行。台风、野火、龙卷风,只要有数据,端到端学习都能搞。

传统系统,定制要几年,动用整支研究团队,改一次模型要重写代码、再调参数、跑验证,一步都少不了。

Aardvark,三两个人,一台笔记本,数据一喂,模型就能上线。

最离谱的是,它还没有把全部实力展示出来。现在的数据输入量只是现有系统的十分之一,模型容量也远没有拉满,性能还有可观提升空间。一旦扩大输入数据量、优化模型结构,它甚至可能以指数级方式拉开差距

这意味着,天气预报,不再是少数国家的特权。以往,没有超算中心、没有资深团队、没有天文预算,根本不可能做像样的天气预测。现在,一个国家级天气中心可以被一间大学实验室吊打,甚至,一个发展中国家的科研团队,也可以靠AI模型拿到比欧美国家更好的本地预报。

这才是真正的“重构”。

Aardvark是一个压倒性范式转移:从基于物理的数值模拟系统,转向基于数据的学习型系统。逻辑底层直接改写。

这和AlphaFold当初一举破解蛋白质折叠预测,有着惊人相似之处。过去几十年生物学家用力不讨好搞的东西,被深度学习一锅端。

现在,物理气象学也走到了这个临界点。

当然,没人会轻视传统物理模型的贡献。正如Aardvark团队公开承认,没有几十年气象模型开发的积累、没有ERA5的高质量数据集,它们的AI模型连训练都没得训。所有的训练数据,本质上还是从传统模拟中来的。

但正因为如此,这场革命才更讽刺——它是靠现有体系“喂”大的,最终却要“吃掉”整个体系。

更微妙的是,AI模型并没有任何“物理意识”。

它只是在高维数据空间里找到统计规律,对未来状态进行映射。它不会告诉你为啥风会从西往东刮、气旋如何形成、锋面怎么演变,它只是看过成千上万个风在刮、气旋在转、锋在动的数据,直接学会了模式。

这是一种“无意识的物理”,彻底跳脱了经典气象学的框架。

当然,这种“黑箱式”的预测也带来另一个问题:可解释性。一个AI模型预报出一场极端天气,你没法问它“为什么这么判断”,也很难用传统理论去验证它的“推理路径”。这在灾害预警和应急决策中,是个潜在风险。

但局限不妨碍趋势。未来5年,几乎可以预见,大部分气象中心都会被迫重构技术栈。

不转型,就是落后;不AI化,就是淘汰。

背后的范式是:气象建模将彻底从“first-principles physics”转向“data-first machine learning”。不是用物理公式去近似现实,而是用现实数据去拟合输出。模型不再解释世界,而是逼近世界。

谁掌握高质量的观测数据,谁就掌握天气预报的主动权。

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