ECMWF的AI天气预报系统（AIFS）投入业务运行

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2月25日，欧洲中期天气预报中心（ECMWF）正式业务化运行人工智能天气预报系统确定性预报版本（AIFS-Single）。AIFS-Single在热带气旋预报路径误差等多项关键指标上较当前最先进的物理模式性能提升达20%。AIFS-Single通过机器学习（ML）与人工智能（AI）技术实现了预报速度的极大提升，将单次预报能耗降低约1000倍，显著推动了数值天气预报技术的发展。

经过与欧盟成员国的协同优化，此次业务化的AIFS-Single v1版本成为首个全面业务化的AI天气预报系统，标志着 ECMWF 的一个关键里程碑。AIFS-Single v1相较之前的0.25°实验版本，主要有3点改进：

（1）改进了高层大气变量的性能。
（2）提高了总降水量的预报准确率。
（3）新增输出变量，包括 100 米风速、降雪量、太阳辐射、陆表相关变量（如土壤湿度、土壤温度）。

AIFS-Single v1与IFS使用相同的初始场进行预报。系统日均处理超8亿次多源观测，涵盖百余类卫星数据及航空器、船舶、浮标等地面观测站网。通过对大气压、湿度、温湿廓线、三维风场等要素的质量控制，精选约6000万有效观测同化至IFS，形成预报初始场。初始场每6个小时输入到AIFS-Single v1中，AIFS-Single v1每天与ECMWF基于物理驱动的综合预报系统（IFS）并行运行四次，为IFS提供有效补充，预报结果根据 ECMWF 的开放数据平台https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/open-data向公众开放。

AIFS-Single v1采用全用户导向设计理念来设计开发。例如在可再生能源领域，可通过地表太阳辐射强度和涡轮机高度风速等定制化预报，助力发电效能最优化。AIFS-Single v1将对35个成员国及其合作国家气象部门的预报业务产生深远影响，使得中期预报辅助决策领域（如能源价格预测、保险精算、安全防护和航运调度等行业）显著受益。



当前发布的AIFS-Single v1为其确定性预报版本，一次预报只给出一个结果。ECMWF今年还计划将AIFS集合预报版本（包含50个集合成员）业务化。

据悉，ECMWF近年来在推进AI技术在数值天气预报领域应用上采取了三管齐下的技术路线：一是开发纯数据驱动AI预报模型，2023年10月推出AIFS 1°确定性预报实验版本（水平分辨率约100公里），2024年1月推出AIFS 0.25°确定性预报实验版本（约28公里），2024年4月推出AIFS确定性降水预报产品，2024年6月推出其集合预报实验版本，2025年2月推出AIFS-Single v1确定性预报业务化版本；二是数据和物理双驱动融合发展，在利用AI技术在调整传统数值预报的初始场和轨迹方面取得进展；三是在构建观测驱动的端到端AI预报系统上也取得较好的实验结果。