Google发布WeatherNext 3:弃用物理模拟,直接学习实时卫星数据,每小时更新预报
Google Research与DeepMind联合推出WeatherNext 3天气预报模型,该模型不再依赖传统物理模拟,而是直接从实时卫星数据中学习,实现每小时更新、最高5公里分辨率的预报。
AI解读:Google Research和DeepMind发布的WeatherNext 3彻底改变了天气预报模型的训练方式。过去,包括上一代WeatherNext 2在内的AI天气模型,都依赖超级计算机运行的物理模拟数据来训练,但这些模拟数据有约六小时的延迟,对降雨、气温等快速变化的变量容易引入误差。WeatherNext 3直接使用实时地球静止卫星数据进行学习,因此能每小时生成一次预报,分辨率最高达到5公里,比上一代精细约五倍。对普通用户而言,最直接的改变是查看Google Search、Maps或Gemini里的天气预报时,降雨预报会更准确——Google称提前一天以上的降水预报准确率可提升最多50%,尤其是在非洲、拉美和亚太等此前缺乏精细预报的地区。对电网运营者和可再生能源企业来说,模型能更精确地预测云量和100米高度的风速,有助于风电场和太阳能电站估算发电量,进而优化供需平衡。不过,Google也明确表示,大气本身总有不可预测性,官方天气预报、恶劣天气警报和公共安全建议仍应以各国气象部门发布的信息为准。WeatherNext 3目前已在Google Search、Gemini、Google Maps等产品中上线,研究者和企业可通过BigQuery、Earth Engine等平台查询数据。
Google Research与DeepMind联合发布WeatherNext 3天气预报模型,该模型弃用传统物理模拟,改为直接从实时卫星数据学习,每小时生成一次预报,最高分辨率为5公里,是前代WeatherNext 2的约5倍。
Google称,WeatherNext 3通过处理实时地球静止卫星数据,每小时基于最新观测产生一次全新预报,能更快捕捉快速发展中的风暴和降水,从而提供更早、更准确的预警。
模型架构与数据来源
传统AI天气模型(包括WeatherNext 2)基于数值天气预报(NWP)数据训练,这些模拟在超级计算机上运行,存在六小时延迟。Google表示,这一延迟会对降雨、温度等快速变化的变量引入误差。
WeatherNext 3改用实时地球静止卫星数据训练,并辅以单个气象站的数据,用以捕捉海岸线、山谷和山脉等局部地形特征。Google还利用NASA的卫星降水数据集IMERG和自有的基于卫星雷达的全球降水分析数据对模型进行训练。
模型输出多种网格化预报场(包括大气和降水变量)以及气象站点预报和热带气旋路径预报。
分辨率与性能提升
WeatherNext 3以多分辨率生成逐小时预报:温度和湿度场为5公里网格,其他地面变量为10公里,风速等大气变量为25公里。相较之下,WeatherNext 2仅提供25公里网格、6小时间隔的预报。Google以英国温度预报为例说明差异:25公里网格下地图呈像素化模糊效果,5公里网格则能清晰呈现山脉与海岸线的轮廓。
针对中期全球预报的连续排名概率分数(CRPS)显示,与IMERG相比改进最高达60%,与MRMS相比改进30%,与短期雨量计数据相比改进10%。
WeatherNext 3还能预测100米高度(约风机轮毂高度)的风速,用于估算风电场发电出力;更准确的云量和太阳辐照度则有助于太阳能电站计算预期发电量。Google称,这些能力可帮助电网运营商平衡电力供需。
区域受益与产品落地
Google表示,拉美、非洲和亚太地区的用户有望获得最大改善,因为传统区域高分辨率预报模型计算成本高昂,这些地区长期缺乏精细化气象服务。
WeatherNext 3目前已在Google Search、Gemini应用、Google Maps、Google Maps Platform Weather API和Google Earth Engine中提供天气功能。数据每小时更新一次,研究人员、开发者和企业可通过BigQuery和Earth Engine查询,或从Google Cloud Storage批量下载。
Google称,当用户提前一天或更长时间规划活动时,降水预报的准确率最高可提升50%,在预报精度原本较低的地区增幅最大。但Google同时承认大气存在固有的不可预测性,并建议用户以各国气象部门发布的官方预报、恶劣天气警报和安全提示为准。
模型发展脉络
Google DeepMind于2025年11月推出WeatherNext 2,据称在99.9%的气象变量和预报时间窗上优于第一代,且运行速度快8倍,可在一块TPU上于一分钟内处理数百个天气情景。其底层的功能生成网络(Functional Generative Network)同样构成WeatherNext 3的基础。WeatherNext 2此前已支持Google Search、Gemini、Pixel Weather和Weather API。
2026年8月,DeepMind以开放许可证发布了WeatherNext 2和WeatherNext Cyclones。后者可在一个系统中同时预测热带风暴的路径和强度,尽管其网格比领先业务模型粗糙约100倍,却能比它们多看约一天的预报。
2024年末,DeepMind发布GenCast,据称是首个在集合预报上超越ECMWF的概率型AI天气模型。