当你从电视上、广播里或在报纸上看到、听到气象台站的天气预报时,也许会提出这么一个问题——天气预报是怎么做出来的?从新的发展观点看,天气预报=观测天气+计算机+人的智慧。
稍有现代气象知识的人都知道,进行天气预报,首先要利用各种观测仪器,如无线电探空仪、气象雷达、气象卫星等,对大气的压力、温度,湿度及风、雨、云、雪等气象要素进行观测。然后,要利用电子计算机自动收集、管理、处理观测到的气象数据(包括自动绘制天气图),并将观测到的气象数据作为初始值,代入天气预报方程,利用电子计算机进行快速计算。最后,需要由具有丰富经验的天气预报专家在一起讨论,确定高气压、低气压、台风、锋面等天气系统的移动方向及速度,从而得知木地区未来天气的变化情况。
现在的问题是,尽管计算机能代替人们去做大量的数据处理工作及复杂的数值计算工作,但无论如何也还需要人的介入,需要具有丰富经验的天气预报专家参加分析预报工作。能否不需要人的介入,让计算机控制、管理天气分析预报的整个过程,以实现天气分析预报的全面自动化呢?回答是肯定的。不过,一般的计算机可不行,需要具有人工智能功能的计算机才行。
人工智能是当前计算机科学中一个十分活跃的领域,它和数据库、计算机网络一起,构成了当今计算机科学的“三大热门”。人工智能主要是研究用计算机来模拟人类某些智力活动的。例如,图形识别、分析学习过程、探索过程、推理过程及环境适应等的有关理论和技术。
人工智能在天气分析预报中的一个突出应用,就是自动识别天气图。前面谈到,在天气预报过程中,往往需要由有预报经验的气象专家在一起讨论,确定高气压、低气压、台风、锋面等天气系统的移动方向与速度。为什么呢?因为根据天气学原理知道,受高气压影响时,天气一般总是晴好的;受低压和冷锋影响时,常常会阴天,或刮风、下雨;受台风影响时,将会出现狂风暴雨。因此,我们可以集中具有丰富经验的气象专家的智慧,编制一个智能图形识别程序,由它来自动识别各种各样的天气图形。显然既比人快,也比人准确。
当然.智能图形识别,仅是人工智能在天气预报中的一个应用。我们还可以模拟人在进行天气分析预报时的各种分析判断过程、计算加工过程等等,编制一个大型的智能天气分析预报程序。有了这样一个智能模拟程序,则不仅可以将烦琐的数据处理及复杂的数值计算等工作交给计算机去做,而且还可以利用计算机来模拟气象专家在进行天气分析预报时的某些智力活动。无疑,这将大大提高天气预报的准确性、及时性。随着计算机科学与气象科学的深入发展,“天气预报=观测天气+计算机+人的智慧”这个天气预报公式必将被“天气预报=观测天气+计算机(包括数据库与网络)+人工智能”所代替。
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