上海：以AI赋能精准预报智慧惠及全球防灾减灾

摘要：“十四五”期间，上海市气象局锚定数智化、产业化、国际化战略目标，以排头兵之姿态、先行者之担当，以AI赋能精准预报，产业融入城市脉动，智慧惠及全球防灾减灾，为中国式现代化气象实践贡献卓有成效的“上海方案”。

编者按：

“十四五”期间，上海市气象局锚定数智化、产业化、国际化战略目标，以排头兵之姿态、先行者之担当，以AI赋能精准预报，产业融入城市脉动，智慧惠及全球防灾减灾，为中国式现代化气象实践贡献卓有成效的“上海方案”。

智绘风雨惠泽五洲

——上海气象AI赋能预报能力提升纪实

当2025世界人工智能大会的聚光灯，点亮城市多灾种早期预警智能体（MAZU-Urban）出海时刻，一场由人工智能（AI）代码驱动的气象革命正从黄浦江畔奔涌向世界。

在上海，气象工作者将目光投向人工智能赋能气象预报的“新蓝海”，发起技术攻坚。在风云变幻的画卷上，不仅绘就了数智化赋能之路，更将一条浸润中国智慧的“气象丝路”，织入全球早期预警的版图。

破局：从“AI幻觉”到“预报智囊”

今年3月，随着上海市人工智能气象应用创新中心在沪启动建设，上海市气象局人工智能团队开启AI技术与气象预报融合的“加速跑”。

上海市气象局AI气象预报模型研发团队

在“AI+气象”跨界的技术博弈中，第一个挑战来自AI模型的“幻觉”。在一次测试中，模型在长江口“虚构”出强对流云团，而实况雷达图却显示晴空万里。“这是AI在自说自话，把历史数据中的极端案例无厘头地拼接在一起。”团队发现，生成式模型的随机噪声在小样本场景下被放大，导致虚警率攀升，这正是AI气象应用的“致命幻觉”。

为解决这一难题，气象工程师陈诗祺提出“确定式+概率式”级联方案：前者如经验丰富的预报员锁定中大尺度降水趋势，画出天气演变的“粗线条”；后者似精密显微镜捕捉小尺度极端波动。这套“双保险”机制有效抑制了模型的“随意发挥”。

更深层的突破来自于对数据的底层洞察与技术重构。“神经网络天生擅长捕捉统计均值，但我们最关注的极端天气在它眼里只是‘噪声’。”计算机博士曹原在代码中嵌入“自适应权重机制”，让模型主动关注历史案例中的“异常点”——那些曾被视为“噪声”的极端天气，经此优化后成为训练的“黄金样本”。

AI气象预报模型 “雨师”

依托技术创新，AI预报模型“双子星”——“雨师”“扶摇”得以突破瓶颈，在强对流预测精度与预报更新频次上实现双重升级。“雨师”模型的研发中，团队首次将三维连续性方程嵌入神经网络以模拟大气垂直运动，同时设计“物理约束层”，强制模型学习雷达回波立体结构，经百次迭代输出清晰的强对流落区预测。“扶摇”则聚焦多源数据融合，团队通过自回归建模搭建Nowcastformer架构，同步“翻译”雷达、卫星、数值预报等多源信息，将预报更新频次从逐1小时提升至逐10分钟级。

这些突破很快转化为实实在在的预报能力。在强对流预报方面，“扶摇”“雨师”实现观测资料驱动的端到端推理，推理时间仅5至10秒，支持10分钟级高频更新。2025年13次局地强对流过程中，强对流预通报平均提前4小时20分钟，暴雨预警准确率达89.7%，暴雨蓝色预警时间提前47.7分钟。

AI气象预报模型 “扶摇”

此外，台风预报领域也实现AI应用技术突破。基于物理模式与AI深度融合的混合模式在2024年台风季区域模式评比中摘得桂冠，路径预报性能国际领先；新一代纯数据驱动模型率先实现了公里级降尺度预报，在近期台风过程中，风雨等级预报准确率均超50%。

赋能：从“气象芯片”到“技术出海”

技术突破，正在重塑气象业务应用场景。在持续优化AI预报模型的同时，人工智能创新团队将语言模型深度融入业务场景，打造系列“AI+气象”智能体。

在预报一线，“AI预报智能体”依托思维链技术将复杂的预报逻辑转化为数字化推理链路，预报员通过自然语言即可调取AI预报模型等数十个系统，完成从环流分析到极端天气评估的全流程研判，同时借助微调语言模型，将天气广播稿制作时间压缩至10秒，输出质量接近五年预报员经验水准。

在产业深处，专业服务团队在与申能集团的合作中开创“气象智能芯片”模式，将传统气象数据产品升级为可嵌入式AI组件，标志着气象AI技术实现了从工具到核心组件的飞跃。“气象智能工具箱”直接嵌入集团能源保供AI智能体，为新能源功率预测、燃气负荷调度等关键业务提供智能支持。

随着技术的淬炼成熟，上海气象工作者的目光投向国际舞台。研发团队突破性构建基于语言模型的“MAZU-Urban”，围绕“全民早期预警”四大支柱，构建起全流程智能支撑体系。

在灾害风险知识与管理方面，团队融合国际标准、中国实践及目标国家或地区预警准则，建立AI知识数据库，支撑语言模型开展本地化风险评估；在监测预报方面，基于AI强大的多源数据融合与智能分析能力，MAZU-Urban集成了风云气象卫星、世界气象组织全球交换资料及多源AI气象预报模型，提高对复杂天气的识别与解析能力。

筑牢风险认知基础后，如何让AI提供精准的避险行动依据？在预警发布和传播环节，研发团队通过函数调用成功打通语言模型与实时监测、预报、预警数据之间的壁垒，实现从“思考”到“行动”的无缝衔接，同时AI智能搜索与多元整合技术精准捕捉城市面灾情信息，专业图表与灾情快报实时自动生成。

针对澳门、蒙古等地实际需求，团队研发了分角色、分灾种的防灾减灾指南工作流提示词，引导语言模型进行深度推理，动态生成贴合本地实际的防御方案。在持续交互与校对中，“AI幻觉”被有效抑制，“通用AI”逐步转变为“专家顾问”。

城市多灾种早期预警智能体“三端一体”架构

针对全球应用场景的复杂性，MAZU-Urban创新采用“三端一体”架构：一体机端作为智慧中枢，承载完整的AI知识对与提示词工作流，服务专业部门精准决策；平板端聚焦港航等重点行业，通过AI模型提供定制化气象风险评估；手机端直达公众，借助AI模型智能问答并基于定位推送灾害提醒和避险指引。

如今，MAZU-Urban已在亚洲、非洲及大洋洲的35个国家和地区试用，广受好评。从技术破局到扬帆出海，这条“AI+气象”的探索之路清晰而坚定。它证明，当AI技术与专业知识深度耦合、与产业需求紧密结合、与全球发展同频共振，就能成为推动行业变革、服务人类共同福祉的强大引擎。在这场AI技术浪潮中，上海气象部门正以其前瞻布局和扎实实践，为人工智能在垂直领域深度应用提供精彩范本。

黄浦江畔，云影流转，映照气象科技创新与城市精细化治理的深层对话。

上海气象部门将人工智能气象应用作为“一把手工程”全力推进，在数智化推动预报精准度稳步提升的同时，产业化深化气象服务融入城市发展脉络，国际化分享防灾减灾的中国智慧，勾勒鲜明的创新特色。

“气象+”融入城市发展核心场景

在陆家嘴金融城的玻璃幕墙之间，气象数据正成为风险管控的“智慧标尺”。

依托上海金融气象创新中心，1批数商、3大业态、1个空间的“1+3+1”金融气象服务体系加速成型，气象金融产品与场景落地见效：长三角气温指数（系列）、巨灾保险风险评估产品发布，联合中证指数公司开展环境、社会和治理（ESG）物理风险评价分级分类技术研发，与中国太平洋财产保险股份有限公司开展邮轮延误取消保险的风险减量服务，与中国人寿财产保险股份有限公司探索水稻、小麦天气指数保险试点，联合中国出口信用保险公司编制含气候风险的国别风险报告……与此同时，气象因子被纳入浦东新区气候投融资评价体系，证券期货业气象服务有序推进，交易型气象指数治理体系编制及天气衍生品场外交易陆续开展，气象服务深度融入上海国际金融中心建设的毛细血管。

长三角气温指数

而在城市治理的智慧网络中，精细化管理气象先知系统如同神经中枢，已实现市、区、街镇三级服务全覆盖。在进博会、F1中国赛、ATP1000网球大师赛等重大活动中，分钟级监测保障到位，“运动气象指数”推出。在航空航运领域，“上天”、“入海”双线发力，国内试飞气象保障自主可控，低空飞行气象服务拓展创新，远洋气象保障立体网络逐步完善。

“气象智能工具箱”为燃气调度提供智能支持

气象服务的民生温度也在城市烟火中流淌。在健康领域，慢性病气象环境风险联防预警服务构建，精准覆盖流感、腹泻风险预报及花粉过敏监测预报等；在旅游领域，“气小象”“沪小游”贴心推送朝晚霞预报、观星指数、花期预报等特色服务，让出行更添诗意；在乡村振兴方面，为农业经营主体提供直通式服务，让气象产业化的红利惠及城市每个角落。

打造全球气象治理“上海样板”

今年6月，人工智能赋能全民早期预警国际培训班的实操课上，来自约旦、乍得、毛里求斯等21个国家和地区的22位学员与他们的“一日同桌”——上海市气象局专家及“张骞使团”青年工作者并肩而坐。在一对一的悉心指导下，他们共同熟悉城市多灾种早期预警工具箱的操作流程。

“张骞使团”成员与学员研讨城市多灾种早期预警工具箱应用

一个月后，在2025世界人工智能大会上，工具箱升级为“城市多灾种早期预警智能体（MAZU-Urban）”，并捐赠给吉布提、蒙古国代表。目前，这款全球共享的气象人工智能产品已在35个国家和地区试用，成为上海气象部门践行“全民早期预警”倡议的亮眼“名片”。随着城市多灾种早期预警中心项目纳入世界气象组织二区协未来三年计划，上海方案正跨越山海，书写全球治理新篇章。

今年9月，由亚太台风研究中心和中国气象局上海台风研究所，协同上海人工智能实验室、上海海洋大学和上海联通共同打造的台风专业知识智能体——“智台智能体”开启对外测试服务。该智能体链接权威气象实时监测系统，实现台风动态分钟级更新，精准呈现路径预报、强度变化与风雨影响范围，并可一键生成可视化图文报告，让复杂的台风实况和发展趋势变得一目了然。

作为国际性专业机构，亚太台风研究中心在台风数值预报、资料同化等领域取得关键技术突破。打造“一站多点”野外试验基地，在2024年台风“格美”影响期间，主导实施台风观测敏感区加密观测，同化多源观测资料，显著提升预报准确性。同时承办全球唯一台风研究期刊《Tropical Cyclone Research and Review》，影响力逐年提升，并与复旦大学穆穆院士团队合作设立院士工作站，引进CNOP系统识别台风观测敏感区。这些创新实践，推动建设“全球台风研究高地”这一战略使命稳步推进。

数智赋能、产业融合、全球共享。未来，上海气象部门将继续以排头兵的姿态和先行者的担当，推动气象科技自立自强，为超大城市安全运行写下精准注脚，于无声处润泽万家灯火。