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气象学家 2026年2月14日
NVIDIA Earth-2 | Credit: NVIDIA
英伟达（NVIDIA）推出的 Earth-2 是全球首个面向生产环境、完全开源且经过加速的天气人工智能（AI）软件栈，具备更高的预测精度和更快的处理速度。
长期以来，精准的天气预报在灾害防范、基础设施规划以及可再生能源系统的高效运行等方面发挥着关键作用。
如今，人工智能的飞速发展正在彻底改变科学家对大气进行建模和预测的方式。
基于 AI 的天气与气候系统能够实时处理海量观测数据，在几分钟内生成高度本地化的预报结果，且其能耗与成本远低于传统超级计算机。这一转变正大幅降低获取高质量气候智能的门槛，使各方在面对日益加剧的天气波动时，能够更快、更明智地做出决策。
在此背景下，英伟达推出了 Earth-2——一个开放的倡议项目，将人工智能技术全面应用于整个天气预报流程。
英伟达气候模拟总监迈克·普里查德（Mike Pritchard）解释道：“Earth-2 首次将原本分散的各类天气 AI 能力整合到一个统一的开源软件栈中，涵盖从生成当前大气状态到提前数周预测天气的全流程。它让各类机构能够在自有基础设施上直接运行、微调并部署可用于生产环境的天气 AI 模型。”
他补充道：“这项开创性工作旨在加速天气预测、提升预报准确性、促进科研协作，并深化科学家对地球大气状况的整体理解。”
Earth-2 将预训练模型、开发框架、定制化工作流和推理库融为一体，被英伟达称为“全球首个完全开源且经过加速的天气 AI 软件栈”。其目标是让研究人员、公共机构和致力于气候韧性建设的企业都能广泛获得可用于生产环境的先进预报工具。
重构预报基础设施
传统的天气预报模型虽然功能强大，但运行成本高昂、速度缓慢，仅少数国家级机构有能力部署使用。
Earth-2 采用模块化的 AI 架构，取代了这一瓶颈，显著加速了从数据同化到短中期天气预测的每一个环节。
通过在 GPU（图形处理器）而非 CPU 集群上运行，处理时间可从数小时缩短至数秒。
作为一个开放的生态系统，Earth-2 允许用户直接在自有基础设施上运行、微调和部署模型。多种 AI 架构可在统一框架下协同工作，支持更深入的大气行为研究与跨机构协作。
这种灵活性使从气象服务机构到能源交易商等各类组织，都能根据自身业务需求，生成量身定制的高分辨率天气预报。
Earth-2 模型套件详解
Earth-2 产品组合包含多个模型，分别针对天气系统的不同层面。
基于英伟达 Atlas 架构构建的 Earth-2 中期预报（Medium Range） 模型可提供长达15天的天气预测，覆盖70多项大气变量，其精度已超越当前主流的开源替代方案。
在短临预报方面，Earth-2 现时预报（Nowcasting） 模型依托 StormScope 技术，利用生成式 AI 在数分钟内生成公里级分辨率的0至6小时局地强对流和灾害性天气预测，为应急响应提供可操作的实时信息。
另一关键组件是 Earth-2 全球数据同化系统（Global Data Assimilation），其核心是一个名为 HealDA 的模型。该系统可生成高精度的大气状态“快照”，作为后续天气预报的初始条件。
当与中期预报模型结合使用时，这一组合便构成了一条端到端、完全由 AI 驱动的预报流水线，能够输出高度可靠的天气预测结果。
这些工具进一步丰富了 Earth-2 早期发布的能力，包括：
• CorrDiff：可将全球尺度数据降尺度至本地分辨率，速度比传统方法快达500倍；
• FourCastNet3：在风速、温度、湿度等关键气象变量的预测上，速度比传统数值方法快达60倍。
从试点走向规模化应用
Earth-2 的开放获取模式已吸引来自科研、产业和公共部门的广泛用户。
AI 天气平台 Brightband（同时也是英伟达“可持续未来”倡议成员）已将 Earth-2 中期预报模型投入日常业务运行，用于发布每日天气预报。
以色列气象局报告称，使用 CorrDiff 后，计算资源需求减少了90%，同时预报精度反而有所提升。
以色列气象局局长阿米尔·吉瓦蒂（Amir Givati）表示：“与在 CPU 集群上运行传统数值天气预报模型相比，使用 NVIDIA Earth-2 模型在2.5公里分辨率下可将计算时间减少90%。在最近一场暴雨过后，我们基于 CorrDiff 训练的 AI 模型在6小时累计降水验证中表现优于所有其他业务运行模型。”
能源企业如 TotalEnergies、Eni 和 GCL 正在利用 Nowcasting 和 FourCastNet 模型提升短临风险感知能力，并优化太阳能与天然气发电的预测精度。
与此同时，安盛保险（AXA） 和 标普全球能源（S&P Global Energy） 则运用 Earth-2 的生成式模型模拟极端天气情景，用于气候风险评估与保险建模。
TotalEnergies 气候与天气预报产品经理伊曼纽尔·勒博尔涅（Emmanuel Le Borgne）表示：“NVIDIA Earth-2 代表了先进天气智能实现规模化业务部署的重要一步。像 Earth-2 现时预报这样的模型对我们业务具有突破性意义——在能源系统中，每一分钟和局部影响都至关重要，而这些模型显著提升了我们的短临风险意识和决策能力。”
开放科学与人工智能的融合
通过 NVIDIA Earth2Studio、GitHub 和 Hugging Face 等平台发布 Earth-2，英伟达正将该平台打造为推动全球协作的催化剂。
Earth-2 与 NVIDIA PhysicsNeMo 等工具共同体现了开放科学与 AI 创新日益紧密的融合趋势。
随着极端天气事件不断加剧，Earth-2 展示了人工智能如何在降低计算成本的同时加速科学洞察，帮助各类机构在日益不可预测的气候环境中更早预判风险、更快采取行动。
来源：https://aimagazine.com/news/nvid ... weather-and-climate | 
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