袁行远
彩云天气创始人兼CEO
提到天气预报，可能很多人脑海中的画面是这样的：新闻联播之后的五分钟，主持人在台上给大家讲今天的天气如何。
科幻小说作家刘慈欣描述了另一种天气预报，故事的主人公从气象学院毕业之后，发现了一种系统，可以用来探测龙卷风，能把即将产生的龙卷风扼杀在摇篮之中，这个系统很快推广到了全世界。
直到有一天，中国和美国发生了战争。中国的航空母舰遭到了三颗导弹的袭击，而这三颗导弹并没有直接攻击航母。大家很奇怪，发现导弹周围形成了三股巨大的龙卷风。这些导弹其实改变了海水当中的空气，航母就被击沉了。
这样科幻的场景是否能够实现呢？我们来看一看目前的探测手段是怎么样处理极端天气的？
目前处理极端天气主要的探测手段来自于气象雷达，在工作的时候，它们会往外发出无线电波。
气象雷达经常被放在高山上，或者放在建筑物的屋顶，它可以向周围发出230公里的无线电波，就像蝙蝠一样。
你可以探测天气的情况，想象一下你用耳朵可以听见外面正在哗哗地下雨，而天气雷达就是给你一副顺风耳，你可以听到两百公里以外是否正在下雨。
天气雷达生成的图像供人们去解读。大家看到的这种钩状回波，就是龙卷风在雷达图上的明显特征。
今年6月23号，龙卷风过后对阜宁县造成了非常大的损失。于是，大家想这样的风暴能不能被预测？
事实上，当天下午，12点57分，和下午的14点39分，阜宁县气象台都连续两次发出预警，告诉大家我们已经发现了有很严重的气象灾害，希望大家能够预防。
值得称赞的是，中国气象爱好者的微博和微信也发出了预警消息。苏北是我国的龙卷风走廊，当地需特别要防范冰雹和龙卷风。
中国气象爱好者的编辑还打电话给家里，告诉大家你应该提前预防。所以，通过努力，值班预报员其实已经看到了极端的天气，并且也通知到了大家。
用科学手段来预报极端天气
然而，只是通过人，其实并不完美。因为人不是24小时工作的，极端天气应该有一套自动化的系统。
这是我们开发的一套冰雹的防御系统，冰雹接近的时候，预警就会变成黄色，那么更接近的时候就会变成红色，并且可以计算出冰雹的速度和方向，然后同时可以指挥地面的部队，防雹队可以往冰雹上打一些炮弹，这样可以减少冰雹带来的损失。
因此，对极端自然天气而言，其实以现在的科学技术，并不是完全无能为力。在美国，龙卷风可以提前五到十分钟来预测。相信经过我们的努力，极端的天气也是有办法应对的。
但是中长期的天气是否能够被预测呢？这个问题科学家也思考了很久，他们把地球画成很多个网格，以每一个经纬度做一个划分，同时把大气层也分成很多层，这样一个三维的网格就可以罩在地球上。
每一个网格上面的一个点有温度、湿度、气压、风力风向等气象要素，根据不同的物理定律，以及应用方程，可以预测出在下一个时刻这些气象要素应该变成什么样，所以数据预报体系其实已经模拟出一个星球。
这是美国大气与海洋管理局对东亚地区的一个风场和雨量的描绘，大家可以看见，就是已经可以很精细的看到全球每一个经纬度上面的天气情况，目前这一套系统可以最长预测两周。
大家看到这个软件是日本科学家所做的，名字叫earth wind map，开源软件，大家可以去下载。这套软件所描绘的洋流，看起来五颜六色的，有没有一点像梵高的星空呢？洋流的图像很漂亮，并且大家可以看见洋流对中国和全球气候的影响非常剧烈。
众所周知的厄尔尼诺天气，就是因为神秘洋流的影响，造成了太平洋海水的升高，从而改变了全球的气侯。
其实在去年的时候，大家就知道今年的台风，因为今年是极端的厄尔尼诺天气，所以会造成洪水很多，事实也是这样的。
这是武汉一年的情况，我们看见洪涝灾害对中国造成了很大的影响，而这个灾害是否是能被预测的呢？
其实我们早就知道中国的灾害会很大，国家防总在今年4月份就说过，目标是防御1998年以上的长江特大洪水，气象学家在一年以前就能够预测到可能会遇到一个很极端的天气，并且我们国家也提前两个月做出了应对和部署。
但是为什么还会有洪涝灾害呢？可能是因为我们的城市建设目前还没有跟上。所以希望到下一次有这样的大洪水来之前，我们的城市建设可以跟上，以应对这样极端的天气。
有可能准确知道几点几分下雨吗？
针对个人，我们关心的是更精准的天气预报。我们想要知道的并不笼统的是上海地区中午可能会有雨，我们想知道更具体的，比如说梅赛德斯奔驰中心未来三十分钟以后会不会下雨。
那么，几点几分的天气预报真的成为现实了吗？我们构建了一个深度神经网络，通过超过三千核的GPU进行预算，累积上百万张雷达图后，把所有的天气分成两类，一类是马上就会下雨的，一类是不会的。
在两年的时间当中，我们通过超过两百万张雷达图的累积，四万亿次的预报数据，就能够精确地预测，在某地遇到某些天气情况的时候，我们就能预测到底是否会下雨。
最神奇的一点，并不是通过设计的某一条标准去预测的。而是我们通过一个神经网络告诉计算机，在这样的情况下下了雨，在另一个情况没有下雨，那么计算机就自己学会了哪些情况是有雨的，通过分析前面几张图像，然后来预测下面几张图像。
同时，我们也得到了用户的支持，每天都有几千条用户的反馈来自于全国各地，他们会告诉我们真实的预报是怎样的。
经过几年的累积，这个分钟级的天气预报，目前已经有了上百万的用户，这一套系统还希望能够给更多的地方使用，所以我们公开了自己天气预报的API，这一套API可以给其他的天气APP使用。
比如小米手机，现在自带的天气APP里面的自带的雾霾预报就是彩云提供的，这一套系统不仅可以预测将来天气几点几分下雨，也可以通过同样的方法去预测未来的空气质量。
同样的，不需要告诉计算机，雾霾是怎样形成的。只需要告诉计算机的是曾经这个地方发生了雾霾，至于为什么，都是让计算机自己去学习的。
这是人工智能的魅力。
而这样的API还给到了像滴滴打车做动态调价，像饿了吗的外卖，调整它的路线，以及我们跟高德地图在合作开发避雨的路线规划。这样越来越多的应用，都使得我们认识到分钟级的天气预报其实是可行的。
人工智能助力实现精准预报天气的梦想
回顾天气预报发展的历程，其实人工智能之父——图灵扮演了非常重要的角色。
1943年，在可计算的论文里，他提出我们可以创造一个机器去模拟人的思维，而这个机器后来被冯·诺依曼实现了，但他最开始实现的时候，仅仅希望做一个计算原子弹爆炸的机器。
气象学家和冯·诺依曼合作，在1956年的时候真正推出了一款数值天气预报，随着五十多年的发展，数值天气预报大家看到了，可以越来越精确地预测全球每十平方公里为隔点，未来两周的天气情况。
这是星缘山风队，是一个组织周末去看星星的聚会。他们的领队告诉我说，他们也非常希望有精确的天气预报，为什么呢？因为你看星星的时候，你会看明天后天会不会下雨。
曾经有一个小孩儿，在很多年以前，当时还没有这种天气预报的程序，所以他就去网上找，到底什么地方可以用呢？他发现那一套数值天气预报的程序，刚好可以用它来预测天气。
但是当时国内还没有，所以他做了一个网站，名字叫做晴天钟，这个网站可以给天文爱好者使用，看到每一个日出、日落，然后辅助天文的观测，并且还可以做到气象的预报。
这个小孩儿后来非常爱好气象天文，他写了一篇科普的文章，叫做《人人都是气象专家，亲自预报几点几分下雨》。
而我呢，当时正在北京工作，就看见了这样一篇文章，我想，如果人可以用气象雷达去做今天的预报，那么机器应该也可以通过几点几分的预报来把天气预报做得更好。
当时我在北京的阿里巴巴集团工作，虽然有很好的前景，但是我仍然觉得我想要去做一些我喜欢的事情。当时想要去做天气预报，大家都觉得不可思议，为什么呢？
因为长期以来大家对天气预报的印象就是这个东西非常不准确，而且我又不是做这一行的，大家都会觉得你这个事情是不可能做到。
但是，我不在乎这种说法。为什么呢？因为我看到公园里有散步的老人，他可能会被一场降雨所袭击，有那么多的像天文爱好者，他们很希望知道将来的天气是什么样的，如果我们可以用自己的能力，让天气预报变得更准确，岂不是能够更多地造福社会。
因此，我坚持尝试做了这一件事情。几年以后，当分钟级的天气预报已经成为了客观上的行业标准以后，我发现我们的用户不仅有像这种观星星的少年，还有那些拍婚纱的摄影师，那些建筑工地的工人，那些摆摊的小贩。
看到刚才武汉的大暴雨，还有阜宁县的群众，他们都非常迫切地希望能够有一个为他们保驾护航的系统，想象一下这些人他都需要更准确的天气预报，而且他会给我们做反馈，我们可以收到非常多的内容。
我希望在大家的支持之下，可以不负期望，实现精准天气预报的梦想。
