全球首个南海海-气耦合智能大模型发布 为海洋预报和气候应对提供新工具

问题:南海位于热带—亚热带季风区与西北太平洋台风活动的关键通道,海洋与大气相互作用强、变化快,且跨尺度特征明显。业务与科研中,台风生成发展、风暴潮与海浪演变、海温及上层海洋热含量变化等过程,往往难以用单一海洋或大气系统独立解释和精准刻画。传统数值模式提供了物理一致的模拟框架,但在高时空分辨率耦合计算、资料同化成本、快速更新以及区域精细化服务上仍承受压力。海上观测相对稀疏、突发过程强、局地机制复杂条件下,如何提升预报的稳定性与精细度,成为加强海洋防灾减灾与综合保障能力的现实需求。 原因:海气耦合过程具有典型的多源数据驱动特征。一上,卫星遥感、浮标、船舶与岸基站点等观测手段不断扩展——数据规模快速增长——为从全球与区域尺度提炼规律提供了基础;另一方面,南海海气过程受季风、海盆地形、陆架—深海交互、黑潮入侵、上升流等多因素共同影响,呈现非线性、强耦合与多尺度叠加。仅靠经验统计难以覆盖完整机理,仅靠高分辨率物理模式又受制于算力与时效。将海量历史样本中的时空演变规律与区域耦合特征进行一体化学习,有望快速推断的同时,缓解部分场景下传统方法的效率短板。 影响:本次发布的“飞鱼-1.0”定位为面向南海区域的海—气双向耦合智能大模型。研发团队介绍,模型通过对海量数据训练,捕捉海洋与大气在不同时间与空间尺度上的变化特征,并据此对海气相互作用的动态过程进行分析与推断。其潜在应用主要包括三类场景:一是服务台风等灾害性天气过程的预报与风险研判,为沿海防灾减灾提供更快的辅助信息;二是为海洋学与大气科学提供高精度、多尺度的模拟与预测工具,支持关键过程的实验设计与敏感性分析;三是探索生成动态海洋知识图谱等新型表达方式,将复杂过程以更易理解的形式呈现,提升科普传播与公众海洋认知。总体来看,这类区域耦合模型的推出,反映出海洋预报正从“单一要素、单一系统”向“跨圈层、跨尺度综合推断”升级。 对策:业内普遍认为,智能化模型要进入业务应用与行业决策,还需在规范化、可靠性与可解释性上持续完善。一是建立统一的数据质量控制与标准化流程,提高多源观测、再分析与模式产品的一致性与可追溯性;二是开展多场景、跨季节、跨年份的对比检验,形成可量化的评估体系,明确适用边界并给出不确定性表达;三是推进与现有物理数值模式、业务预报系统的协同应用,形成“物理约束+数据驱动”的混合框架,提升极端事件下的稳健性;四是面向海洋生态保护、海上工程、航运与渔业等需求,完善产品化接口与服务流程,增强面向用户的可用性与可操作性。 前景:随着观测网络加密、区域高分辨率资料积累和算力条件提升,南海海气耦合的精细化刻画将进入更快迭代期。“飞鱼-1.0”的发布为海洋智能预报提供了新的技术路径,也为更智能、更可持续的海洋管理拓展了空间。未来,若能业务链条中实现持续更新、滚动校准并推动多部门协同应用,此类模型有望在海洋环境监测预警、资源开发风险评估以及气候变化背景下的长期趋势研判诸上提供更系统的支撑,并继续带动海洋科研方法与公共服务形态的升级。

从郑和船队的经验航海到今天的智能预报,中国正以科技创新拓展人与海洋的沟通方式;“飞鱼-1.0”的诞生不仅补上了南海区域海气耦合智能化工具的重要拼图,也折射出我国推进陆海统筹与发展蓝色经济的持续投入。当技术进步与浩瀚海域相遇,这片海洋将拥有更强的守护能力与更广阔的发展空间。