计算效率提升3000倍！崂山实验室等提出海洋环境智能预报大模型「问海」，性能优于数值海洋预报
内容提要
中尺度涡旋是海洋动能的主要载体，影响海水流速、温度和盐度。吴立新院士团队研发的「问海」大模型，结合物理海洋学与人工智能，显著提升了海洋环境预报的准确性和效率，优于传统数值模型。
关键要点
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中尺度涡旋是海洋动能的主要载体，影响海水流速、温度和盐度。
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准确预测中尺度涡旋对海洋活动和天气预报至关重要。
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传统数值模型在预测中尺度涡旋时计算资源消耗巨大。
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人工智能为海洋环境预报提供了新的方法，但现有模型存在不足。
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吴立新院士团队研发的「问海」大模型结合物理海洋学与人工智能，提升了预报准确性和效率。
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「问海」大模型的预报性能优于传统数值预报系统，计算效率提升了3000倍。
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研究使用的海洋和大气再分析数据来自多个国际机构。
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「问海」大模型通过嵌入块体公式和优化神经网络设计，克服了现有AI模型的不足。
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研究采用了面向高分辨率预报系统的评估方案，确保公平比较。
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「问海」大模型在2024年4月至11月的预报结果显示其性能优于GLO12v4数值预报系统。
延伸解读
中尺度涡旋的重要性
中尺度涡旋在海洋中起着关键作用，影响海水流速、温度和盐度的变化。这些因素不仅影响海洋生态系统，还对天气预报的准确性至关重要。因此，提升对中尺度涡旋的预测能力，将有助于更好地管理海洋资源和应对气候变化带来的挑战。
人工智能与海洋预报的结合
吴立新院士团队的「问海」大模型通过将物理海洋学与人工智能相结合，显著提高了海洋环境预报的效率和准确性。这种创新方法不仅解决了传统数值模型计算资源消耗大的问题，还克服了现有AI模型在海气相互作用表征上的不足，展示了AI在科学研究中的巨大潜力。
评估方法的创新
为了公平比较「问海」大模型与传统数值预报系统，研究采用了面向高分辨率预报的「近邻」评估方案。这种方法能够更准确地反映高分辨率预报系统的性能，避免了传统评估指标可能带来的偏差。这一创新评估方法为未来的海洋预报研究提供了新的思路。
延伸问答
什么是中尺度涡旋，它对海洋环境有什么影响？
中尺度涡旋是海洋动能的主要载体，影响海水流速、温度和盐度，并对大气过程产生重要影响。
传统数值模型在海洋预报中存在哪些不足？
传统数值模型在预测中尺度涡旋时计算资源消耗巨大，且对海气相互作用表征不充分，预报结果模糊化。
「问海」大模型是如何提升海洋环境预报的准确性和效率的？
「问海」大模型结合物理海洋学与人工智能，通过优化神经网络设计和嵌入块体公式，显著提升了预报准确性和效率。
「问海」大模型的计算效率提升了多少？
「问海」大模型的计算效率提升了3000倍。
「问海」大模型的预报性能与传统数值预报系统相比如何？
「问海」大模型的预报性能优于传统的GLO12v4数值预报系统。
研究中使用了哪些数据来训练和评估「问海」大模型？
研究使用了海洋和大气再分析数据，包括GLORYS全球海洋再分析数据和ERA5全球大气再分析数据。
