我国自主研发南海海气耦合预报模型取得重大突破 预报效率与精度达国际领先水平

南海海洋预报长期被视为国际难题;作为全球战略要地,南海地形环境复杂、动力过程多变,精准预报难度很高。传统预报模式高度依赖超级计算机,计算耗时、成本高,难以满足突发情况下的应急响应需求,也一定程度上影响防灾减灾、渔业生产和科学研究等工作的效率与效果。 “飞鱼-1.0”大模型的推出,标志着我国在海洋预报领域取得关键技术进展。模型名称取自《山海经》,寓意其能够高效跨越大气与海洋边界,突破传统系统的预报限制。性能上,模型海洋上层500米温度、盐度的三天平均预报误差分别降低13%和12%,整体优于欧洲GLORYS12系统、美国HYCOM系统等国际主流数值模型。更重要的是,模型可对南海北部内波的振幅、相位与传播速度等公里级亚中尺度过程进行较准确刻画,补上了国内涉及的能力的短板。 预报速度提升是“飞鱼-1.0”的突出优势。在单机环境下,模型仅用1.2亿参数即可在3秒内完成未来三天的南海海况预报,较传统模式提升数百倍,大幅增强突发海洋灾害中的快速响应能力。训练成本也同步降低:模型只需3年历史数据即可完成训练,而同类大模型往往需要20年以上数据,训练开销与能耗随之下降。 核心技术创新为模型提供支撑。首先,模型使用中国科学院南海海洋研究所自主研制的高分辨率南海再分析数据集REDOS 2.0进行训练,实现核心数据自主可控,改变了国内海洋大模型长期依赖欧美再分析数据的局面。其次,模型实现海洋与大气的双向耦合,将物理规律与人工智能结合,能够模拟海气间能量与动量的相互作用,从而提升台风、海温等要素的预报精度。第三,模型采用“即插即用”架构,将海洋大气演化规律内嵌于模型中,降低对超级计算机的依赖,并引入多专家系统,可根据不同预报任务智能调用合适计算模块,支持面向新海域、新任务的快速扩展。 应用前景覆盖科研、公共服务与产业场景。在科研上,模型可为南海海气相互作用研究提供工具支撑。公共服务上,可为沿海城市提供台风预报,为渔业活动提供海水温度、盐度等信息,服务防灾减灾。在产业应用中,模型可直接部署于科考船、沿海观测站等场景,实现小范围智能预报。同时,模型也可用于科普教育,生成动态海洋知识图谱,帮助公众更直观理解海洋现象。相关预报产品已在自然资源部南海预报减灾中心等单位试用,为后续推广应用打下基础。

海洋预报的竞争,归根结底是对复杂系统的理解能力、关键数据的掌控能力与业务响应能力的综合比拼;“飞鱼-1.0”的发布展示了一条面向国家需求的技术路径:以自主数据为基础,以海气耦合增强机理刻画,以高效推演服务应急减灾。面向未来,仍需在更长周期的业务检验中完善评估体系、拓展应用场景,并推动与观测同化及行业应用的深度融合,才能让此成果从“可用”走向“好用、常用”,为建设海洋强国提供更扎实的科技支撑。