选择第一个模型
选择分成两个问题:哪一个最方便验证工程链路,哪一个适合实际业务? 第一次测试的模型可以与最终生产模型不同。
建议的试验顺序
| 阶段 | 候选 | 目的 | 不应据此得出的结论 |
|---|---|---|---|
| CPU 冒烟 | Random + Persistence | 理解接口、时间轴与输出文件 | 这不是 AI 气象预报 |
| 第一次真实推理 | FCN + GFS | 跑通初始场、权重、GPU、Zarr | 不能据此判断 FCN 最适合业务 |
| 业务候选评估 | FCN3 + 一致初始资料 | 检验多变量与集合能力 | 全球平均指标不能保证局地极端事件效果 |
| 对照模型 | 根据业务选择 AIFS / GraphCast / 其他 | 判断替换模型是否确有收益 | 名称更“新”不代表所有变量都更好 |
| 后续次季节研究 | FuXi-S2S 等 | 专门评估较长时段预报 | 不能直接替代已校准的周/月异常产品 |
这是面向入门与工程验证的顺序。真正选型需要结合现有 GPU、研究区域、变量、授权和回报试验。
FCN 与 FCN3 的具体差别
| 项目 | FCN,0.19.0 包装 | FCN3,0.19.0 包装 |
|---|---|---|
| 常见用途 | 全球中期确定性入门 | 全球概率/集合预报 |
| 时间步长 | 6 小时 | 6 小时 |
| 变量数 | 26 | 72 |
| 实际坐标定义 | 720 × 1440;不含南极点 | 721 × 1440;包含南极点 |
| 主要依赖 | PhysicsNeMo | Makani、torch-harmonics 等 |
| 官方模型目录显存档位 | 40 GB | 80 GB |
| 初次集成复杂度判断 | 相对较低 | 需要更仔细处理 CUDA 扩展和版本 |
变量、网格和时间步来自固定版本的 FCN 源码 与 FCN3 源码。显存档位来自官方模型元数据,不是本教程测得的最低显存要求;实际峰值取决于精度、成员批量、实现与并行方式。
FCN 包装里没有完整的 200 hPa 变量组合,不能因为它有 250 hPa 就把它改名为 200 hPa。FCN3 包含 850、500、200 hPa 的温度、风与位势等变量,更方便评估这些层次的地图展示。两者的输出列表都不能直接当作“海表温度+温度异常+台风概率”的现成产品。
温度不是温度异常
t2m 一般代表离地 2 米的绝对温度。温度异常还需要相容的气候基准:
异常 = 目标时段的预报统计值 − 同定义的气候平均值
两项必须匹配变量、层次、时段、日历、网格以及气候基准期。AI 预报有自身偏差,做异常时还应考虑回报资料与偏差订正。不能用任意 ERA5 月平均直接相减,然后声称与已有 S2S 异常产品等价。
同理,有全球风场和气压场,不等于已获得台风路径或台风发生概率。后者需要识别/追踪算法、集合事件定义与检验。模型名字中出现 cyclone 也不意味着它直接输出某个业务系统所定义的 TC 概率产品。
如何看待“几分钟完成几十天预报”
FCN3 官方模型卡给出了特定条件下的快速推理描述。可以据此判断 AI 推理具有显著吞吐优势,但不能把该数字当作你自己的完整业务耗时。FCN3 模型卡
建议分别记录:权重冷加载、初始场下载、预处理、单步推理、整个 rollout、编码、校验、上传。比较模型时同时报告硬件、精度、成员数、变量数、预报长度、缓存状态与失败率。
初始场选择
GFS 适合先跑通公开初始资料链路;ERA5 适合历史实验,但其再分析资料的可用延迟不应与实时业务分析混为一谈。AIFS 等模型有自身推荐的数据源与预处理要求。能够把一种资料变成相同 shape,仅证明格式相容,不能证明统计分布相容。GFS 实现、ECMWF 开放数据说明
部署脚本应检查每个必要变量及历史输入帧都已到齐,不能简单以“当前时间减 6 小时”保证上游资料完整。