這是一場爭分奪秒的計算，其結果關乎生死。

爭分奪秒，是因為留給這場計算的時間窗口很窄。

晚一點，哪怕0.1秒，計算的結果就沒有任何意義了。

因為這場計算的對象是： 未來。

在人類目前所做的對“未來”的所有計算中，大部分都是錯的。

但有一件，還能稱得上靠譜，并且正在變得越來越靠譜：天氣預報。

而天氣，關乎生死。

點擊下方視頻，了解這關乎生死的計算。

在關乎生死的計算中，如何做到更好？丨華為云

【1】天氣

天有不測風云。

天氣，一直是大自然展現它的狂暴和變幻莫測的最有力的手段。

人類自古以來就試圖掌握風云雷電、雨雪冰雹等自然現象背后的氣象規律并對未來的天氣作出準確的預測。

早在三千年前的甲骨文中，就出現了關于天氣實況的記載，包括風、云、虹、雨、雪、霜、霞、龍卷、雷暴等。“二十四節氣”更是人類歷史上制定的第一個反映年循環的氣候鐘。

今日小寒丨圖蟲創意

在西方，大約在公元前340年，亞里士多德便寫下了世界上最早的氣象學專著——《氣象通論》(Meteorologica)。書中不僅闡述了各種風的成因與分布，暈、虹、雷電等大氣光象，云、雨、雹和霾的形成，氣候變化等，還對各種氣象學思想和經驗進行了系統的整理，提出了自己對各種天氣現象的見解和理論，使之成為一門有系統的科學。

除了官方和知識分子層面，無數靠天吃飯的水手、漁民、農民和獵人更是通過看云、看風、看天象、看物象來預測天氣，在實踐生活中總結了一套寶貴的經驗規律。

這些努力取得了一些成效，然而，通常都只能進行一些比較粗淺宏觀描述，準確率也不高。

一旦有人能對天氣作出較為準確的預測，那往往關乎生死。

《三國演義》第四十八回 “宴長江曹操賦詩 鎖戰船北軍用武”中寫到，周瑜引眾將于山頂看隔江曹操的戰船：

正觀之際，忽狂風大作，江中驚濤拍案。一陣風過，刮起旗角于周瑜臉上拂過。瑜猛然想起一事在心，大叫一聲，往后便倒，口吐鮮血。諸將急救起時，卻早不省人事。

而周瑜所慮者無他，欠東風耳。

所以才有了第四十九回 “七星壇諸葛祭風 三江口周瑜縱火”。

關乎生死嗎？

去問問曹操。

【2】預報

“觀今夜天象，可知天下大事。”

曾經的天氣預報是 人工基于經驗的推測，現代的天氣預報則變成了 基于數據和方程的計算。

現代天氣預報中最早采用的方法是 天氣圖法。通過把同一時間不同地點的氣象情況填在一張張地圖上，然后推斷高、低氣壓系統未來的移動路徑和強度變化，進而根據這些系統對氣候的影響來實現天氣預報。

天氣圖法的誕生是以一次戰爭為契機。

1854年11月14日，英法聯軍集合了主力艦隊，準備在黑海的巴拉克拉瓦港對俄軍實施登陸作戰。但一場十一級至十二級的強風暴突然襲來，英法聯合艦隊不戰自潰。

天氣曾一度影響了克里米亞戰爭的進程丨維基百科

事后，巴黎天文臺臺長勒弗里埃受命研究這次風暴。他向各國科學家發信，收集了1854年11月12日~16日5天的天氣實況，然后依次把同一時間不同地點的氣象情況填在一張張地圖上，發現這場風暴是從西歐東移而來。

1855年3月19日，勒弗里埃向法國科學院提出，如果組織觀測網，將觀測資料集中一地，繪制天氣圖，就可以推斷風暴未來的移動路徑。

彼時電報機已經發明，于是這一方法具備了實施的可能。因此后來各國紛紛組織觀測網站，拍發氣象電報，根據地面天氣圖來預報天氣。

雖然當今的精準天氣預報早已不依賴于這一方法，但天氣圖仍然具有極高的價值。

如今的天氣預報，是利用計算機，對地球與大氣進行建模，將歷史觀測數據作為模型的初始參數，然后利用數值分析方法進行求解。

而天氣預報，也變成了在海量無垠，瞬時變幻的大數據里尋找唯一的答案。

【3】計算

“夫天可不階而升，地不可得尺寸而度，請問數安從出？”

現代天氣預報本質上是一場數值計算。

首先是 建模。

建模是指建立地球與大氣狀態的物理模型，通常是用一組偏微分方程來描述大氣狀態和運動的基本規律。其他因素也需要被考慮，比如地表是草原還是積雪，地形如何等等，因為會對熱量和氣流有影響。

有了模型之后，還需要 初始參數。通過氣象衛星、雷達、探空儀、地面氣象站等手段，對不同高度的氣壓、氣溫、濕度、風速、風向進行觀測。

最后通過計算機建立全球大氣模型，將模型劃分為一個個網格，將觀測到的氣象參數作為網格的初始狀態參數，然后根據物理方程計算這些參數隨時間的變化。

用于全球氣象預報的網格模型示意圖丨nippon

通常，模型的預測精度取決于你考慮哪些因素，劃分多大的網格，想要求解的時間步長是多少。 網格畫得越精細，所能預報的氣象規模也就越小。時間步長越小，也就能對越近的未來進行預報。

然而，沒有模型可以將所有因素全部囊括其中，網格畫得太細或者步長取得太小也都不現實，因為計算量會激增，有時候甚至無法求解。因此， 建模也是一種舍與得的藝術，需要在計算速度與求解精度之間求得平衡。

借助計算機數值計算，現代天氣預報的預測結果也越來越精準了。

【4】分秒

“多少事，從來急。”

想必你我也能感受到，現代天氣預報越來越準了，同時預測精度也在提高。

從前的天氣預報都是以天為單位，如今已經可以做到短臨天氣預報，甚至在2小時內對任一經緯度點上進行逐分鐘的精確預報。

這種短臨天氣預報對人身財產安全的保護具有極其重要的意義。這一點，內陸城市的朋友感受可能不太明顯。但沿海城市，氣象變化往往比內陸更為劇烈。

以筆者本人的親身經歷而言，2019年12月18日下午，筆者在哈德遜河邊的公園散步，突然手機收到警報，提示馬上將會有一場雪颮（snow squall）到來，請做好防護措施。

所謂雪颮指的是伴有雨雪的、突然而至的強風。

筆者當時就停止了散步打車回家。到家不久，原本晴朗的天空立馬陰沉了下來，風暴以肉眼可見的速度匯聚并降下了大雪。

后來看新聞才知道，這是紐約歷史上第一次發布雪颮警告。伴隨這場降雪而來的還有20華氏度（約零下6.7度）的低溫。 幸好當地氣象部門提醒的及時，不然筆者恐怕會在突如其來的雪颮中凍成圣誕雪人。

這還只是一場不算特別嚴重的雪颮，沒造成太大的損失。 對于在海上謀生的漁民來說，短臨天氣預報是真正可以救命的提示。

筆者以“臺風+漁民”為關鍵詞隨便一搜，就是各種觸目驚心的報道：

《山東東營52名漁民因臺風“利奇馬”被困船上，消防成功救援》（澎湃，2019.8.12）

《和臺風賽跑！溫嶺溫嶠6小時緊急轉移68艘船103名漁民》（浙江網絡廣播電視臺，2019.8.16）

遭到臺風襲擊的海南澄邁玉包港丨圖蟲創意

臺風、海浪，種種天氣預報的數值于你我而言，可能只是一堆數據。 但對漁民來說，那是今天是否應該出海，是否能夠有所收獲，甚至是否能夠活著回來。

預報每提前一分鐘，每精確一點點，背后都是活生生的人。

大海從不仁慈。預報分秒必爭。

【5】云+AI

“Computers are useless. They can only give you answers.”

再準一點，再快一點。

因為人命關天。

在這場與“風云數據”的對決中，云技術和AI的出現似乎給予了人類新的力量。

氣象數據的時空分辨率極高，數據量極大，這種海量數據的處理，人類不擅長，卻是AI的主戰場。

AI能夠通過深度學習大量的氣象歷史數據（雷達、云圖等數據），幫助人類尋找預測的線索和依據，推演未來可能的變化情況，從而為人工預報提供強有力的輔助。

漁民在手機上就能看到更精準的天氣預報丨華為云

深圳市氣象局積極踐行氣象科技創新，于1月6日正式宣布與華為云展開深度合作， 攜手打造 “氣象+云+AI+5G”的全領域深度合作模式，推動超大城市氣象精準預報、智慧城市氣象服務的突破性創新。

基于華為云AI研創的精準災害性天氣預測模型，將致力于通過海量歷史數據學習，推算云團變化和移動規律、雷暴生消規律，以此來預測深圳市未來天氣狀況，并預警災害性天氣。

在災害性天氣預報AI模型的建立中，華為云在數據分析和數據存儲方面，能夠發揮至關重要的作用，尤其是在數據分析方面。 氣象數據的 時空分辨率極高，數據量極大，普通服務器難以承受如此規模的數據處理和模型訓練。

華為云AI昇騰集群服務可按需提供強大的AI算力，加上華為云ModelArts一站式AI開發與管理平臺，可加速氣象預測模型開發進程，極大的縮短模型訓練周期， 預計一次模型訓練，將由原來的1—2個星期縮短至3天甚至是幾個小時。

沒有人能夠百分百預測未來。

但哪怕從99%提高到99.9%，這0.9個百分點背后，影響的是無數鮮活的人。

而技術不就應該這樣嗎？

穿透冷冰冰的數字，觸及背后的人。 讓數字更有溫度，讓人更加幸福。就像深圳市氣象局和華為云正在做的這樣：

風里雨里，有人守護你。

THE END