NVIDIA Earth-2使全球都能輕鬆使用氣象AI技術，其中包括處理初始觀測資料到生成15天全球預報或局部風暴預報
如今氣象與氣候的人工智慧（AI）預測，比以往任何時候都更易於被全球各地的科學家、新創公司、開發者、企業與政府機構所使用。
NVIDIA 在美國氣象學會（American Meteorological Society）年會上，發表全新用於氣象與氣候 AI 的 NVIDIA Earth-2 系列開放模型、函式庫與框架，提供全球首套完全開放且加速的氣象 AI 軟體堆疊。
這些開放技術，包含預訓練模型、框架、客製化方案與推論函式庫，能夠加速預報的每個階段，從處理初始觀測資料到產生 15 天的全球預報或局部風暴預報。
氣象預報過去主要仰賴運行物理模型的強大超級電腦。AI 驅動的氣象預報可大幅節省運算時間與成本，讓更多國家、氣象機構與企業得以建置符合特定應用需求的預報系統。
NVIDIA Earth-2 作為首套開放且加速的模型與工具組合，使開發者能夠整合原本分散的氣象與氣候AI能力，讓各類組織得以在自有基礎設施上執行、微調並部署可用於生產環境的氣象 AI。
這項開創性工作旨在加速氣象預測、提升預報準確度、促進協作，並深化科學家對地球大氣狀態的整體理解。
各產業的開發者正運用 Earth-2 預測氣象並取得可行動的洞察，包含AI氣象工具供應商 Brightband；氣象預報單位如以色列氣象局、台灣中央氣象署、The Weather Company 與美國國家氣象局（NWS）；能源預測與電網營運公司如道達爾能源（TotalEnergies）、Eni、協鑫集團（GCL），以及與日立合作的美國西南電力池區（Southwest Power Pool）；能源交易解決方案供應商 Jua 與 Metdesk；以及金融風險與情報公司安盛、JBA Risk Management（The Flood People）與 S&P Global Energy。
全新開放模型加入Earth-2系列
NVIDIA 發表的 Earth-2 開放氣象模型包括：
● Earth-2 Medium Range 由名為 Atlas 的全新模型架構驅動，能夠對包括溫度、氣壓、風與濕度在內的 70 多項氣象變數進行高準確度的中期氣象預報，預報時效最長可達 15 天。在標準基準測試中，Earth-2 Medium Range 於業界最常採用的預報變數方面均優於領先的開放模型。詳細資訊可參考此篇研究論文。
● Earth-2 Nowcasting 由名為 StormScope 的全新模型架構驅動，運用生成式 AI，在短短數分鐘內即能將國家尺度的預報轉換為公里級解析度、0 到 6 小時的局部風暴與危險氣象預報。Earth-2 Nowcasting 也是首個透過直接模擬風暴動力學，在短期降水預報方面超越傳統物理氣象預報模型的方案，並以 AI 直接預測衛星與雷達影像。詳細資訊可參考此篇研究論文。
● Earth-2 Global Data Assimilation 由名為 HealDA 的全新模型架構驅動，可產生氣象預報的初始條件，也就是全球數千個位置的當前大氣狀態快照，包含溫度、風速、濕度與氣壓等資訊。Earth-2 Global Data Assimilation 可在 GPU 上以數秒鐘產生初始條件，而超級電腦則需要數小時。與 Earth-2 Medium Range 相結合，兩者將能夠產生最精準的氣象預報，且整個流程均由開放的 AI 流程完成。詳細資訊可參考此篇研究論文。
這些模型加入了 NVIDIA Earth-2 堆疊中現有的開放式氣象模型：
● Earth-2 CorrDiff 採用名為 CorrDiff 的生成式 AI 架構，可將低解析度、洲際尺度的預測，降尺度為高解析度、區域尺度的氣象場，從而提供地方預報所需的細緻解析度，速度相較傳統方法快達 500 倍。
● Earth-2 FourCastNet3 針對風、溫度與濕度等多種氣象變數提供高準確度預報，不僅超越領先的傳統集合模型，表現亦可媲美頂尖擴散模型，同時預報速度較這些方法最高可快 60 倍。
Earth-2 也整合了歐洲中期氣象預報中心（ECMWF）、微軟、Google 等機構的開放模型。此外，Earth-2 模型還可以使用 NVIDIA PhysicsNeMo 進行訓練與微調。NVIDIA PhysicsNeMo 是一套開源的 Python 框架，用於大規模開發 AI 物理模型。
氣象智慧的開放生態系
準確的氣象預報有助於拯救生命並保護環境，同時也是農業、能源、公共衛生等產業決策的重要基礎。
研究人員、氣象機構、氣候科技創新者與企業已開始在其本地 AI 基礎設施上執行、微調並建構這些先進模型，以解鎖科學突破。
氣象預報
AI 氣象工具供應商 Brightband 是 NVIDIA Inception 計畫 Sustainable Futures 倡議的成員之一，正使用 Earth-2 Medium Range 發布每日真實世界的全球預報。
Brightband 共同創辦人暨執行長 Julian Green 表示：「新型 AI 氣象預報工具的革命令人振奮，且隨著像 NVIDIA Earth-2 Medium Range 這類新模型問世，這項革命正持續加速。Brightband 是首批將 Earth-2 Medium Range 投入實際應用的業者之一，而該模型的開源特性也能加快創新，讓氣象產業的其它成員更容易進行模型的比較並改善。」
以色列氣象局已在營運中使用 Earth-2 CorrDiff，並計畫導入 Earth-2 Nowcasting，以每日最高 8 次的頻率生成高解析度預報，協助決策者更有效地應對極端氣象，同時降低運算成本。
以色列氣象局局長 Amir Givati 表示：「相較於在 CPU 叢集上運行未採用AI的傳統數值氣象預報模型，NVIDIA Earth-2 模型讓我們在 2.5 公里解析度下的運算時間減少 90%。在近期一場暴雨過後，我們使用 CorrDiff 訓練的 AI 模型，在累積降雨量的 6 小時驗證中，是我們所有運行模型裡表現最好的。」
The Weather Company 正在評估 Earth-2 Nowcasting 用於局部惡劣氣象應用的可行性。美國國家氣象局也正在評估新模型，以強化其營運工作流程。
能源預測與電網營運
道達爾能源正評估 Earth-2 Nowcasting，以提升短期風險掌握與決策能力。
道達爾能源氣候與氣象預報產品經理 Emmanuel Le Borgne 表示：「NVIDIA Earth-2 代表著先進氣象智慧以規模化方式落地營運的重要一步。Earth-2 Nowcasting 等模型對我們的業務具有開創性意義，因為這些模型在能源系統這類分秒必爭且注重局部影響的領域，能夠提升短期風險意識並改善決策。」
Eni 正在密集測試包含 FourCastNet 與 CorrDiff 在內的 Earth-2 模型，用於半營運化的降尺度預測，從而產生未來數週高解析度的氣象預報與天然氣需求預測。
中國最大的太陽能材料生產商之一、同時也是全球整合型能源營運商協鑫集團，已在其光電預測系統中投入營運 NVIDIA Earth-2 模型。與傳統數值氣象預報相比，Earth-2 能夠以更低成本提供更加精準的預測資料，並顯著提升協鑫集團對光電發電量的預測準確度。
美國西南電力池區與日立合作，正在使用 Earth-2 Nowcasting 與 FourCastNet3 改善日內與日前風力預測能力，以支持美國西南電力池區的承諾，包括提升電網可靠度，並使其服務範圍內的營運決策更加明智。
財務影響評估
S&P Global Energy 正運用 NVIDIA Earth-2 CorrDiff 將氣候資料轉化為在地洞察，用於風險評估。全球保險集團安盛則正在使用 FourCastNet 產生數千個假設的颶風情境，作為其研發項目的一部分，該項目旨在進行模型評估、方法開發與既有技術的基準測試。
開始使用NVIDIA Earth-2
透過 Earth-2，NVIDIA 為從事氣象 AI 創新的開發者與科學家提供先進的開放模型、資料與工具，就如同 NVIDIA Nemotron、NVIDIA Cosmos、NVIDIA Isaac GR00T、NVIDIA Alpamayo 及 NVIDIA Clara 系列模型為代理型 AI、物理 AI、人形機器人、自駕車與生物醫學 AI 等領域提供開放式的創新基礎。
如欲開始使用 NVIDIA Earth-2 開放模型，請閱讀技術部落格並觀看教學影片。
Earth-2 Medium Range 與 Earth-2 Nowcasting 現已透過 NVIDIA Earth2Studio、Hugging Face 和 GitHub 提供。Earth-2 Global Data Assimilation 預計於今年稍晚釋出。
如欲深入了解 AI輔助工程與 NVIDIA Earth-2 的相關資訊，歡迎參與於美國休士頓舉行的美國氣象學會年會，活動將舉辦至 1 月 29 日（星期四）。
