河海大学海洋学院海洋观测与预报技术研究所成功构建黑潮智能预报系统KIPS！

河海大学海洋学院海洋观测与预报技术研究所

成功构建黑潮智能预报系统KIPS

KIPS

黑潮是北太平洋强劲的西边界流，其多尺度变化深刻影响着我国及周边区域天气、气候、海洋生态环境和渔业资源，所以精准预报黑潮变化具有重要实用价值。但黑潮变化受到多尺度动力过程的调制，其精准预报依赖于高分辨率数值模式，需消耗大量计算资源，且时效性较低。

为突破上述瓶颈，河海大学海洋学院海洋观测与预报技术研究所王强课题组研发了黑潮智能预报系统—KIPS（Kuroshio Intelligent Prediction System，如图1所示）。该系统水平分辨率达1/12°，垂向16层，最大深度为1200m，其能高效（单GPU推理时间不超过1秒）、便捷地预报未来10天黑潮区域（12°N–36°N，116°E–141°E）的三维温、盐、流场以及海面高度。

KIPS系统具有两个显著的特点：1）充分结合课题组近年在黑潮变化动力机制和可预报性研究中所取得的成果，嵌入影响黑潮预报的关键因子，有效提升黑潮变化的预报技巧；2）引入时空特征提取机制，以Swin Transformer作为主干网络，通过层次化的移位窗口注意力模块对海洋环境场进行高效编码，以多步迭代的方式开展预报，能够更好地刻画海洋动力过程的发展演变。

利用 IV-TT Class4框架对KIPS进行评估，KIPS提前10天海面高度、温度、盐度和流场预报均方根误差（RMSE）分别为7.9cm、0.81°C、0.087psu和0.25m/s，优于BLK、GIOPS、FOAM和PSY4等国际先进的数值预报系统（如图2所示）。

KIPS自2025年3月起正式开展实时预报，并于每日下午发布最新的预报结果（https://www.kuroshio-prediction.net/，见图4和图5）。以2025年3月3日为例（如图3所示），对比KIPS预报结果与卫星观测（AVISO-NRT），KIPS 可以准确预报涡脱落及其西传过程，较好地捕捉该过程的动力学特征，具有较高的预报精度。

关于更多KIPS模型训练以及精度评估细节，后续会持续更新。。。

图1. 黑潮智能预报系统模型结构

图2. IV-TT Class4框架下，各模型预报结果与观测的均方根误差

图3. 以2025年3月3日作为起始预报时刻，KIPS预测时长为3、6和8天的预报结果，以及相应时刻的卫星观测（AVISO-NRT）

图4. 黑潮智能预报系统界面

图5. 网站二维码

编辑 | 徐文乾

图文 | 钱俊凯

审核 | 安杰晶

• 信息来源：河海大学海洋学院。

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