风宇 – 中国气象局联合华为和南昌大学推出的空间天气大模型-爱论文

风宇是什么

风宇是中国气象局联合南昌大学和华为共同推出的全球首个全链式空间天气大模型。模型基于创新的链式训练结构，结合卫星观测数据与数值模式数据，实现太阳风、磁层和电离层的全链式耦合模拟，突破传统模型的算力与实时响应瓶颈。在短临预报与极端事件响应方面表现优异，预测误差控制在国际领先水平。模型广泛应用于卫星通信、航天器轨道管理、电力防护及航空与极地航行安全保障等领域，推动AI与地球空间科学的深度融合。

风宇的主要功能

空间天气监测与预警：实时监测太阳风、磁层和电离层的变化，提前预警可能影响地球空间环境的极端事件。卫星通信与导航保障：基于准确预测空间天气变化，减少卫星通信干扰和导航误差，保障卫星系统的稳定运行。航天器轨道管理：优化航天器轨道设计，避免因空间天气变化导致的轨道偏差，确保航天任务的安全。电力与基础设施防护：提前预测地磁暴等事件，帮助电力系统采取防护措施，减少对电网的冲击。航空与极地航行安全提升：为航空和极地航行提供空间天气信息支持，降低因空间天气变化带来的风险。

风宇的技术原理

全链式耦合：将太阳风、磁层和电离层分别建模，基于耦合优化机制实现多区域、多尺度之间的信息交互与动态响应模拟。链式结构能真实再现太阳风如何影响地球周围环境，及磁场和电离层之间的复杂相互作用。数据融合：结合卫星的真实观测数据和自主研发的全链式空间天气数值模式生成的数据，形成互相补充、相互印证的数据基础。AI 技术：创新性地将人工智能核心思想与地球系统科学机理深度耦合，基于机器学习算法提升对空间天气变化过程的理解和预测能力，特别是在短临预报与极端事件响应方面表现出色。预测性能优化：用长达一年的预测性能测试，“风宇”在太阳风、磁层和电离层各区域的24小时短临预测能力表现优异，对全球电子密度总含量的预测误差基本控制在10%以内，处于国际领先水平。

风宇的项目地址

项目官网：https://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw

风宇的应用场景

卫星通信与导航系统：减少太阳活动对卫星通信信号的干扰，降低导航误差。航天器轨道管理：避免因空间天气事件导致的轨道偏差或损坏，确保航天任务的安全和高效执行。电力与基础设施防护：提前预警地磁暴等空间天气事件，帮助电力系统采取防护措施。航空与极地航行安全：为航空和极地航行提供空间天气信息支持，帮助规划安全的飞行和航行路线。科学研究与教育：作为先进的空间天气研究工具，为科研人员和教育机构提供数据支持和技术平台。