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近日，由崂山实验室吴立新院士领衔的科研团队在端到端海洋环境智能预报领域取得重要突破。相关研究成果以“An End-to-End Machine-Learning System for Global Eddy-Resolving Ocean Forecast”为题，发表于国际权威期刊Science Advances（《科学·进展》）。研究团队成功研制了“问海”-全球高分辨率海洋环流端到端智能预报系统（以下简称“问海”端到端智能预报系统），在国际上首次基于海洋多源异构观测直接实现全球高分辨率四维海洋环流场预报，预报准确度超越了国际先进数值预报系统。
近年来，人工智能（AI）的快速发展为海洋环境预报带来了新的机遇。现有海洋智能预报大模型虽然在预报准确度和计算效率方面相对于传统数值预报系统取得了显著进展，但仍然依赖传统数值预报系统提供预报的初始场，尚未形成完整的预报链路闭环，限制了其在实际场景中的应用。
针对这一重要瓶颈，研究团队通过海洋科学与人工智能的深度融合，构建了由多源异构海洋观测数据融合、海洋流速反演和海洋状态演化预测三个子系统组成的“问海”端到端智能预报系统（图1）。该系统以历史和当前的海洋卫星遥感与现场观测等多源异构数据——观测“端”作为输入，辅以大气预报信息，直接生成未来10天的全球高分率（1/12°）海洋温盐流和海面高度场——预报“端”，实现了从观测到预报的完整链路闭环。
“问海”端到端智能预报系统对于未来10天的全球海洋温度、盐度、流速及海面高度的预报误差全面优于法国墨卡托国际海洋中心的GLO12v4数值预报系统（图2）。同时，“问海”端到端智能预报系统可在分钟级时间内完成从观测到预报的完整链路，相对于数值预报系统极大提升了计算效率，具备轻量化部署和快速响应能力。
“问海”端到端智能预报系统是崂山实验室在海洋环境智能预报领域取得的又一次重要突破。该工作由崂山实验室牵头，联合中国海洋大学、山东大学等单位共同完成。未来，崂山实验室将进一步深化海洋科学与人工智能的融合，加快构筑更加精准、高效、智能的海洋环境预报技术体系，为海洋强国建设提供重要科技支撑。
文章链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh9058
图1 “问海”端到端智能预报系统架构
图2 “问海”端到端智能预报系统（蓝线）与法国墨卡托国际海洋中心GLO12v4数值预报系统（红线）在2024年4月至2025年3月期间预报结果的均方根误差（RMSE，越低越好）对比。(a) 温度剖面、(b) 盐度剖面、(c) 海表面温度、(d) 海表面高度异常、(e) 15米纬向流速以及(f) 15米经向流速
信息来源：崂山实验室。
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