GenCast是什么?一文让你看懂GenCast的技术原理、主要功能、应用场景

来源:卓商AI
发布时间:2025-04-05

GenCast概述简介

GenCast是DeepMind推出的革命性AI气象预测模型,基于扩散模型技术,提供长达15天的全球天气预报。GenCast在97.2%的预测任务中超越全球顶尖的中期天气预报系统ENS,尤其在极端天气事件的预测上表现突出。与传统模型相比,GenCast能在8分钟内生成预报,显著提高预测效率。GenCast已经开源,包括代码和模型权重,能支持更广泛的天气预报社区和研究。

GenCast的功能特色

中长期天气预报:提供长达15天的全球天气预报,每12小时更新一次。

高分辨率预测:模型用0.25°纬度-经度分辨率运行,提供高分辨率的预测。

集合预测:与传统单一预测不同,GenCast生成50个或更多的预测集合,每个代表可能的天气轨迹,表达不确定性。

极端天气预测:GenCast擅长预测极端天气事件,如热浪、强风、热带气旋等。

快速预测:在Google Cloud TPU v5上,GenCast只需8分钟即可生成15天的天气预报集合。

GenCast的技术原理

扩散模型:基于扩散模型,一种生成式AI大模型,用于生成图像、视频和音乐等领域的新样本。模型基于迭代细化过程从噪声中生成未来状态的样本。

地球球面几何适应:GenCast特别适应地球的球面几何形状,能学习准确生成未来天气情景的复杂概率分布。

条件概率分布:GenCast模型了未来天气状态的条件概率分布,给定当前和之前的天气状态。

神经网络架构:GenCast用包含编码器、处理器和解码器的神经网络架构。编码器将输入从经纬度网格映射到内部学习表示,处理器(图变换器)关注其邻域节点,解码器将结果映射回原始网格。

训练与预测:GenCast用ECMWF的ERA5档案中四十年的历史天气数据进行训练,学习全球天气模式,自回归地生成15天的集合预报。

并行生成:由于每个时间步都是从噪声初始化的,基于用不同的噪声样本重复生成过程,生成预测集合。

GenCast项目介绍

项目官网:gencast-predicts-weather

GitHub仓库:https://github.com/google-deepmind/graphcast

arXiv技术论文:https://arxiv.org/pdf/2312.15796

GenCast能做什么?

灾害预防与管理:GenCast能提前预测极端天气事件,帮助政府和救援组织减少灾害带来的损失。

能源管理:在风力和太阳能发电领域,GenCast提供的精确预报优化能源产量预测,提高能源利用效率。

农业规划:GenCast帮助农民避免因天气变化带来的风险,合理安排农业生产活动。

交通与物流:GenCast为航空和海运提供关键的天气信息,确保运输安全和效率。

城市规划与建设:GenCast辅助城市规划者考虑气候变化,构建更适应天气变化的基础设施。

© 版权声明:本站所有原创文章版权均归卓商AI工具集及原创作者所有,未经允许任何个人、媒体、网站不得转载或以其他方式抄袭本站任何文章。
卓商AI
卓商AI

AI爱好者的一站式人工智能AI工具箱,累计收录全球10,000⁺好用的AI工具软件和网站,方便您更便捷的探索前沿的AI技术。本站持续更新好的AI应用,力争做全球排名前三的AI网址导航网站,欢迎您成为我们的一员。

猜你喜欢
  • Ezsales AI
    Ezsales AI ezsales.ai是一款智能销售助手,提供销售数据分析、客户管理、销售预测等功能。它可以帮助销售团队提升销售效率,优化销售流程,实现更好的业绩。...
  • Fadr
    Fadr Fadr是一个基于人工智能的音乐工具平台。使用我们的AI音轨分离、歌曲分割、调式/节拍/和弦检测、混音制作、Mashup制作、DJ控制等功能,将你喜爱...
  • Cleanvoice AI
    Cleanvoice AI Cleanvoice AI是一种人工智能,可以从您的播客或音频录音中去除填充声音(如“嗯”、“呃”)、嘴部声音(如唇舌音)和口吃声。它可以自动检测和删...
  • ComfyUI Desktop V1
    ComfyUI Desktop V1 ComfyUI Desktop V1是一个为Windows和macOS设计的桌面客户端,它提供了一键安装的便利性,并拥有全新的用户界面。用户可以通过加...
  • Arrange
    Arrange Arrange是一个在线日程安排共享工具。用户可以将日程安排导入Arrange,生成美观的登陆页面,然后通过链接或者邮件轻松地与他人分享。订阅者只需点...
  • zoom ai companion
    zoom ai companion Zoom AI伴侣使您能够提高生产力,提高团队效率并提高您的技能。使用Zoom独特的联合AI联合方法,您可以期待在起草电子邮件和聊天消息,汇总会议和聊...
  • DenoLyrics
    DenoLyrics DenoLyrics是一个基于人工智能模型的网络应用,支持143种语言,无论音频速度快慢。它可以将音频转换为文字,并提供实时的语音转录服务。我们的团队...
  • monic ai
    monic ai monic.ai可以帮助您通过AI驱动的测验,抽认卡和摘要来充分利用研究。轻松使用自己的文档和文件来创建高质量的内容,从而通过最终的学习副词来提高您的...