中国海洋AI突破：琅琊大模型1.0问世

引言：

在浩瀚的海洋深处，蕴藏着地球生命的起源和气候变化的密码。长期以来，人类对海洋的认知和预测都面临着巨大的挑战。如今，中国科学家正以科技创新为桨，划破迷雾，探索海洋的奥秘。近日，中国科学院海洋研究所正式发布了自主研发的海洋大模型1.0版本——“琅琊”，这款模型融合了人工智能与海洋科学的最新成果，能够实现对全球海洋状态变量的中短期高精度预报，为海洋环境安全保障、全球气候变化应对、海洋资源开发以及海洋防灾减灾等领域带来革命性的突破。这不仅是中国海洋科技发展的重要里程碑，也为全球海洋研究和应用提供了新的强大工具。

正文：

一、 “琅琊”：海洋预报的“千里眼”

“琅琊”的命名，取自中国古代传说中充满智慧和力量的琅琊阁，寓意着这款海洋大模型能够洞察海洋的深层奥秘，预见未来的变化。这款由中国科学院海洋研究所自主研发的海洋大模型1.0版本，并非简单的计算工具，而是集成了先进的人工智能算法和深厚的海洋科学知识的结晶。它的核心功能在于实现对全球海洋状态变量的中短期高精度预报，包括温度、盐度、海流等关键指标。

以往，海洋预报往往受限于数据获取的难度、计算能力的不足以及模型算法的局限，难以实现高精度、高分辨率的预测。而“琅琊”的出现，彻底改变了这一局面。它能够一次性预报未来1至7天的海洋状态变量，空间分辨率达到1/12°，时间分辨率为24小时，这意味着，科学家和相关机构可以更加精准地了解海洋的实时状态和未来变化趋势。

“琅琊”的成功发布，标志着中国在海洋预报领域迈出了关键一步，也预示着人类对海洋的认知和利用将进入一个全新的时代。

二、 “琅琊”的技术内核：人工智能与海洋科学的深度融合

“琅琊”的强大功能，源于其背后先进的技术原理。它并非单纯地应用人工智能技术，而是将人工智能与海洋科学进行了深度融合。

人工智能算法的创新应用： “琅琊”模型采用了基于Ocean-Specific Transformer的模型架构。Transformer模型在自然语言处理领域取得了巨大的成功，而“琅琊”的研发团队创造性地将其应用于海洋科学领域。为了更好地适应海洋环境的特性，团队还设计了ocean-land掩码机制，有效地排除了陆地区域的干扰，使得模型能够更加专注于海洋数据的分析和预测。此外，还设计了ocean-specific block，用以捕捉海洋环境的固有特性，从而提高了模型的预测精度。
多源数据融合技术： “琅琊”的训练过程，并非仅仅依赖于单一的数据来源。研发团队巧妙地融合了GLORYS12再分析数据、ERA5再分析数据以及SST卫星观测数据等多源数据，构建了一个庞大的训练数据集。这种多源数据融合技术，使得模型能够从不同的角度学习和理解海洋的复杂性，从而提高预测的准确性和可靠性。为了验证模型的性能，研发团队还使用了浮标观测数据和卫星观测数据进行测试，并在海流、温度、盐度、温/盐廓线等方面进行了全面的评估。
高精度预报能力： “琅琊”1.0版本已经实现了对全球海洋状态变量的中短期高精度预报，能够一次性预测未来1至7天的温度、盐度、海流等关键指标。这种高精度的预报能力，为海洋环境安全保障、全球气候变化应对、海洋资源开发以及海洋防灾减灾等领域提供了重要的技术支撑。
高分辨率： 模型的空间分辨率达到了1/12°，时间分辨率为24小时，这在全球海洋预报领域是一次重大的技术突破，显著提高了预报的准确性和可靠性。高分辨率的预报数据，能够更加精细地展现海洋的细节变化，为科学研究和实际应用提供了更加可靠的数据支持。

三、 “琅琊”的应用场景：多领域赋能，助力海洋强国建设

“琅琊”的发布，不仅是一项技术突破，更将为多个领域带来深远的影响。

海洋环境安全保障： 海洋航行安全是全球贸易和运输的重要保障。“琅琊”能够精准预报海洋状态变量，如温度、盐度、海流等，为海上航行提供重要的导航数据支持，帮助船舶规避恶劣海况，降低海上事故的风险。这对于保障海上运输安全、维护全球贸易稳定具有重要意义。
全球气候变化应对： 海洋是地球气候系统的重要组成部分，对全球气候变化起着至关重要的作用。“琅琊”能够提供关于海洋状态变量的连续数据，帮助科学家更好地理解和预测全球气候变化趋势。通过分析海洋温度、盐度、海流等数据的变化，科学家可以更加准确地评估气候变化的潜在影响，为制定应对气候变化的政策提供科学依据。
海洋资源开发： 海洋蕴藏着丰富的生物资源和矿产资源，是人类未来发展的重要方向。“琅琊”通过对海洋环境的深入理解和预报，可以帮助人类更有效地开发和利用海洋资源。例如，通过预测鱼群的分布和迁徙规律，可以提高渔业资源的利用效率；通过了解海底矿产资源的分布情况，可以为矿产资源的开采提供指导。
海洋防灾减灾： 台风、海啸、风暴潮等海洋灾害对沿海地区的人民生命财产安全造成严重威胁。“琅琊”研发团队计划在未来的2.0版本中引入对台风、降水、海浪、海冰等海洋现象的预报，进一步提升对海洋灾害等复杂海洋现象的预报能力。这对于沿海地区应对极端天气事件、减少自然灾害带来的损失具有重要意义。
科学研究： “琅琊”为海洋科学研究提供了更加精细的数据支持，推动海洋科学领域的研究进展。科学家可以利用“琅琊”的预报数据，深入研究海洋的动力学过程、生物地球化学循环以及海洋生态系统的变化规律，从而更好地理解海洋的奥秘。

四、 “琅琊”的未来展望：持续创新，不断突破

“琅琊”1.0版本的发布，仅仅是中国海洋大模型研发的开始。研发团队表示，未来将继续加大投入，不断完善和升级模型，推出更加强大的版本。

模型升级： 研发团队计划在未来的2.0版本中引入对台风、降水、海浪、海冰等海洋现象的预报，进一步提升对海洋灾害等复杂海洋现象的预报能力。同时，还将不断优化模型的算法和架构，提高预测的精度和效率。
数据扩充： 研发团队将继续拓展数据来源，融合更多的观测数据和再分析数据，构建更加全面的训练数据集，提高模型的泛化能力和鲁棒性。
应用拓展： 研发团队将积极探索“琅琊”在更多领域的应用，例如，在海洋生态环境保护、海洋旅游、海洋工程等领域发挥更大的作用。
开放共享： 研发团队将积极推动“琅琊”的开放共享，为全球的科学家和研究机构提供技术支持和数据服务，共同推动海洋科学的发展。

五、结语：扬帆起航，驶向海洋强国

“琅琊”的发布，是中国海洋科技发展的重要里程碑，也是中国建设海洋强国的重要一步。它不仅展示了中国在人工智能和海洋科学领域的强大实力，也为全球海洋研究和应用提供了新的强大工具。我们有理由相信，在“琅琊”等先进科技的助力下，人类对海洋的认知和利用将进入一个全新的时代。

“琅琊”的成功，并非偶然，而是中国科学家长期以来默默耕耘、勇于创新的结果。它也充分体现了中国在科技创新领域的决心和实力。未来，中国将继续加大对海洋科技的投入，不断推动科技创新，为建设海洋强国、实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。

参考文献：