地球正在悄然變暖。過去的七年堪稱有記錄以來最熱的七年。自 1850-1900 年代以來，人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體排放導(dǎo)致地球平均氣溫上升了約 1.1°C。

在全球平均氣溫升高的情況下，每個(gè)地區(qū)又面臨著迥異的氣候現(xiàn)象。極端天氣在各地肆虐，包括歷史性的嚴(yán)重干旱、前所未有的熱浪、強(qiáng)烈的颶風(fēng)、猛烈的風(fēng)暴以及災(zāi)難性的洪澇災(zāi)害等等。氣候?yàn)?zāi)害已經(jīng)逐漸變成一種常態(tài)化現(xiàn)象。

應(yīng)對氣候變化已經(jīng)刻不容緩。然而，即便我們立即行動(dòng)，其效果也要數(shù)十年之后才能顯現(xiàn)，這使得推動(dòng)相關(guān)行動(dòng)困難重重。但我們現(xiàn)在就必須了解未來的氣候走向，讓人們能夠“看到”和“感受到”未來可能出現(xiàn)的狀況，這樣才能讓各方緊急行動(dòng)起來。

模擬可以“構(gòu)建未來”。

為了制定出減緩和適應(yīng)氣候變化的最佳策略，我們需要能夠預(yù)測全球各地未來幾十年氣候情況的氣候模型。

與主要模擬大氣物理情況的天氣預(yù)測不同，氣候模型的模擬橫跨數(shù)十年，涵蓋與大氣、水、冰、陸地和人類活動(dòng)相關(guān)的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)。

目前，氣候模擬的分辨率為 10 至 100 公里。

但是只有更高的分辨率才能模擬全球水循環(huán)的變化，也就是海水、海冰、地表水和地下水通過大氣和云層的運(yùn)動(dòng)。這些全球水循環(huán)系統(tǒng)的變化會(huì)導(dǎo)致風(fēng)暴和干旱加劇。

要想模擬把陽光反射回太空的云層，就需要分辨率達(dá)到米級(jí)?？茖W(xué)家估計(jì)，這種級(jí)別的分辨率所需的算力是當(dāng)前可用算力的數(shù)百萬到數(shù)十億倍。按照計(jì)算性能每五年加速 10 倍的常規(guī)進(jìn)程，需要幾十年才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

我們首次擁有了可以進(jìn)行超高分辨率氣候建模的技術(shù)，能夠飛躍至光速預(yù)測幾十年后地區(qū)性極端天氣的變化情況。

通過結(jié)合三種技術(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)百萬倍的加速：GPU 加速計(jì)算、深度學(xué)習(xí)和物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的突破、AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)以及大量可供學(xué)習(xí)的觀測數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)。

有了超高分辨率技術(shù)，我們就有望實(shí)現(xiàn) 10 億倍的算力躍升，來進(jìn)行超高分辨率的氣候建模。如此一來，各個(gè)國家、城市和城鎮(zhèn)就可以獲得早期預(yù)警，從而改造其基礎(chǔ)設(shè)施并使之更具韌性。有了更準(zhǔn)確的預(yù)測，我們每個(gè)人和各個(gè)國家將能夠更加及時(shí)地采取行動(dòng)。

因此，我們將全力以赴，投入大量資源，充分利用 NVIDIA 在計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的體量和專業(yè)知識(shí)，與全球氣候科學(xué)界通力合作。

打造 Earth-2 需要我們到目前為止所發(fā)明的所有技術(shù)。我們認(rèn)為沒有比這更偉大或更重要的用途了。

Earth-2 NIM 微服務(wù)：

模擬分辨率更高且計(jì)算速度提升 500 倍

NVIDIA 于 SC24 上發(fā)布的兩項(xiàng)基于 Earth-2 的全新 NVIDIA NIM 微服務(wù)——CorrDiff NIM 和 FourCastNet NIM 微服務(wù)，將幫助氣象技術(shù)公司以更快的速度生成更高分辨率、更加準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，NIM 微服務(wù)也提供了更加領(lǐng)先的能源效率。

Earth-2 如何賦能氣象預(yù)測

Earth-2 發(fā)布已經(jīng)有三年的時(shí)間，并經(jīng)過了幾次升級(jí)更新，那么 Earth-2 到底是個(gè)什么樣的產(chǎn)品或服務(wù)？該如何使用？現(xiàn)在已經(jīng)有一些實(shí)際應(yīng)用了嗎？

本期 NVIDIA 人工智能開講主要聚焦 AI 在氣象領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，邀請到了 NVIDIA 解決方案架構(gòu)師——戴志翔來與大家做深入的介紹。

Earth-2 的全方位解析

如今，Earth-2 不僅大幅提升了天氣預(yù)測的精準(zhǔn)度，更通過其強(qiáng)大的 AI 模型，將原本需要數(shù)小時(shí)的集合預(yù)報(bào)任務(wù)縮短至秒級(jí)，成為氣候技術(shù)的關(guān)鍵平臺(tái)。

在業(yè)界備受關(guān)注的 Earth-2 究竟是一個(gè)什么樣的產(chǎn)品或服務(wù)？它的核心功能和優(yōu)勢是什么？是否已經(jīng)有一些實(shí)際應(yīng)用案例證明了它的有效性？圍繞這些問題，NVIDIA 在這一領(lǐng)域的專家——解決方案架構(gòu)師戴志翔受邀錄制了 NVIDIA 人工智能開講博客，并進(jìn)行了一次全面的介紹，本文基于其中精彩干貨進(jìn)行了整理。