【文╱編譯盧思綸】
運算能力超強的超級電腦運用在天氣預測上的成績斐然,大幅提升了氣象預報的速度和準確度,影響所有人的日常生活。而現在當紅的新興科技如機器學習和其他人工智慧(AI)科技將使天氣預報更上層樓,甚至能生成氣候模型,連AI晶片大廠輝達(Nvidia)都躍躍欲試。
英國經濟學人報導,西元1952年3月,原子彈誕生地美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Lab)打造出MANIAC,每秒可執行一萬次指令,獲封世上最速計算機。彼時距離二戰結束不到10年,無異於擁有「特異功能」的MANIAC肩負起兩大任務──計算熱核爆和地球天氣。
時間拉回2023年的現在,MANIAC要窮盡138億年才抵得上目前上最快電腦一小時的計算量。相比過去,科技在效能和用途上屢有突破,但超級電腦依舊離不開武器和天氣兩大主題。
一般人印象中的超級電腦大概只能遠觀不可近用,事實上,超級電腦的應用超乎想像得貼近你我的日常,比如「數值天氣預報」(Numerical Weather Prediction,簡稱NWP)。
NWP是全球氣象研發及作業單位積極發展的客觀預報技術,利用超級電腦的快速運算分析大氣結構,並推估天氣系統的未來演變。
世界銀行研究指出,NWP每年產值相當於1620億美元,換算新台幣高達5兆。不光現代農夫和軍事將領能為它的效能掛保證,它也是你我生活不可或缺的一部分。
過去有賴高效能運算技術造就NWP問世,現在新興科技如機器學習和其他人工智慧科技將推動氣象產業更上層樓。
目前,人工智慧能透過數據資料辨別和詮釋各種天氣行為的模式和關聯,繼而給出分析洞見,這是NWP單靠計算無法企及的。其次,人工智慧的投入降低了預報成本。不止如此,未來人工智慧可根據消費者需求量身打造氣象產品,並且根據天氣數據產製新穎觀點,開拓新市場。
講到氣象就不得不談氣候變遷。現行技術仍無法以天氣預報的分辨率生成氣候模型,不過針對人工智慧系統打造的新硬體有可能實現此一目標。
●看問題╱AI預測能力 進步中 預報員優勢 受威脅
世界各地公部門一直是NWP的主導角色,投入了大量成本蒐集觀測資料作為模型材料,以利產出一致且準確的天氣預報。但同時,在人工智慧預測能力不斷學習進步時,恐怕不利於現行預報員。氣象單位務必找到折衷辦法,在提供必要的訓練數據的同時保全預報員優勢,否則將威脅長久建立的觀測分析機制。
●看未來╱成立全球預警系統 提前防範減少損害
2019年,全球適應委員會報告指出,提前24小時得知極端天氣事件有望減少3成損害,向發展中國家投資8億美元建立預警系統或能避免每年30億至160億美元的損失。因此,世界氣象組織預計2027年前將實現「世界公民早期預警」(Early Warnings for All)定為優先事項。世界氣象組織秘書長塔拉斯(Petteri Taalas)表示,全球3/4人口擁有手機,僅5成國家擁有預警系統,令人難以接受。
【2023-08-21/聯合報/R13版/好讀周報科學力】