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Google DeepMind 发布 WeatherNext 3:为电网运营商及风电、太阳能发电商提供逐小时更新的 100 米轮毂高度风速与太阳辐射预测
9 月 14 日(北京时间 9 月 15 日凌晨),连发三条帖文,介绍其天气模型 WeatherNext 3 面向能源行业的能力:为电网运营商以及风电、太阳能发电商提供风机轮毂高度(最高 100 米)的风速与风向、云量和太阳辐射预测,逐小时更新。
这套能力在 9 月 3 日已有更完整的官方说明:当天,Google DeepMind 与 Google Research 在 中介绍 WeatherNext 3,写明模型预测 100 米风速(大致相当于风机轮毂高度)、高分辨率云量和太阳辐射;9 月 14 日帖文的,其「了解更多」链接指向的正是这篇博客。
三连帖里的能源口径:风速、云量与太阳辐射
三条帖文在约一分钟内发完。第一条给出总体定位:天气预报在向可再生能源转型的过程中扮演关键角色,WeatherNext 3 让能源规划「更智能、更清洁」。
给出两个用例:风电场景,模型预报风机处的风速与风向,用来推算发电量;太阳能场景,模型预报云量和辐射,用来估算到达太阳能板的日照水平。帖文还提到,由于天气条件变化很快,预报每小时更新一次。
第三条写道:提前看到快速变化的天气,能帮助团队平衡电网,把清洁能源与日常用电需求匹配起来。
模型改为直连卫星数据,每天初始化 24 次
博客文章说,这次升级最大的变化在数据来源上:多数 AI 天气模型(包括上一代 WeatherNext 2)用数值天气预报(NWP)的产物训练,这类由超级计算机运行的物理模拟产生的数据带有约 6 小时滞后;WeatherNext 3 改为把实时的全球地球静止轨道卫星云图拼接作为直接模型输入,因此每一小时都能基于最新观测生成一版新预报。
给出的运行参数更细:模型每小时初始化一次,每天 24 次;集合成员为 64 个;在 00、06、12、18 UTC 的 6 小时周期里,预报时效最长 15 天(360 小时),其余逐小时时段运行的预报时效为 48 小时。文档列出的模型输入包括实时的地球静止轨道卫星云图拼接和 ECMWF(欧洲中期天气预报中心)的 HRES 分析数据。
分辨率上,博客称关键地表变量(如温度、湿度)为 5 公里网格,其他地表变量为 10 公里,大气变量为 25 公里,整体比按 25 公里网格、6 小时一版的 WeatherNext 2 精细约 5 倍。模型还直接在稀疏的地面气象站观测数据上训练,让 5 公里网格的输出更贴近站点实测。
能源侧变量:风场、太阳辐照与云层
风电相关的变量集中在 100 米高度。开发者文档列出三项:风速(wind_speed_100m),以及 U、V 风分量(u_component_of_wind_100m、v_component_of_wind_100m,单位米/秒),对应帖文所说的「风机处的风速与风向」。
光伏相关的变量集中在辐照和云量:1 小时地表下行太阳辐射(SSRD,即水平面总辐照 GHI)、1 小时全天直射太阳辐射(FDIR,即直射光束),以及总云量和高、中、低云层的覆盖比例。这些地表网格变量以 0.1°(约 10 公里)分辨率、1 小时时间步长提供;6 小时累积版本的辐照与降水只在 6 小时周期发布,且仅通过 Google Cloud Storage 的完整集合数据提供。
Google 在博客中把这组能力的用途表述为:让电网运营商和可再生能源开发商准确预测清洁能源资产的发电量。
数据获取方式:BigQuery、Earth Engine 与 Cloud Storage
官方博客与开发者文档给出的取数路径是:全球预报数据每小时更新、接入工作流无需自行部署模型,可在 BigQuery 与 Earth Engine 中查询,或从 Google Cloud Storage 批量下载;开发者文档的快速上手页面提供访问方式对比,并可申请 allowlist(访问白名单)权限。
数据许可按时间切分:距今不足 1 小时的实时预报与未来时段数据,适用 Google 的《实时天气预报实验数据使用条款》;实时数据超过 1 小时后,自动转为 CC BY 4.0 许可。
同一模型也已进入 Google 产品:博客称自 9 月 3 日起,WeatherNext 3 开始为 Google 搜索、Gemini 应用、Google 地图、Google 地图平台天气 API 和 Google Earth Engine 的天气体验提供支持。
准确度的依据与使用边界:Brightband 评估与实验性标签
在官方博客中,Google 称 WeatherNext 3 是「迄今最先进、最准确的全球天气模型」,依据是 Brightband 的独立实时评估。
使用边界写在开发者文档里:文档把这套仍在活跃研究中的系统标注为「自动化、实验性」的 AI 预报系统,输出「按原样」提供,仅供信息与研究用途,不构成官方天气预报、监视或警报;文档提醒,为保护生命与财产,不要把它的输出当作唯一信息来源,官方警报应以各国气象部门和地方应急机构为准。
9 月 3 日,援引 Bloomberg 称,除 Brightband 的评估之外,该模型的预报尚未获得独立验证。