2021年11月23日，安捷中科旗下安捷数科与Graphcore（拟未）正式达成战略合作，核心聚焦于基于IPU的气象计算项目。合作初期，双方技术团队利用气象数据对ET0模型进行了测试，性能直接跃升60.5倍——这一突破性成果意味着大规模精准天气预测具备了实际落地的可能。未来，除了进一步扩大预测规模和时间跨度，双方还将借助更丰富的数据集，将基于蒸发蒸腾量（ET0）的应用延伸至森林大火预防、精准农业灌溉、自然灾害预测以及保险减灾等多个关键领域。
在IPU上实现快速精准的气象预测
刚刚落幕的第26届气候变化大会再次敲响了气候危机的警钟，全球极端天气事件——森林大火、干旱、洪水、飓风、极寒与极热——已成为各国无法回避的严峻挑战。今年8月，中国气象局发布的《中国气候变化蓝皮书》指出，极端天气气候事件的风险正在进一步加剧。1961年至2020年间，我国极端强降水事件呈现增多趋势；1991年至2020年，气候风险指数平均值（6.8）较1961年至1990年（4.3）上升了58%。河南暴雨灾害便是其中典型的案例。
先进AI技术与科学计算正被积极探索用于应对此类极端事件。安捷数科选择以基于蒸发蒸腾量的ET0（参考蒸散量）作为突破口——通过对温度、湿度、气压和风速等关键要素进行插值分析与预测，该模型在气象数据挖掘、数值天气预报评估以及气候变化研究等方面均具有重要价值。
安捷中科CEO黄思源坦言：“在ET0项目中，最大的挑战在于基础数据稀疏且不准确，中间参数有时还会出现缺失。这种情况下，数据清理与治理的工作量极为庞大，算力需求也随之大幅攀升。ET0计算的核心是Kriging插值算法——我们需要利用四千多个气象站的数据，插值到一平方公里的网格。中国面积接近一千万平方公里，意味着要处理一千多万个点。从四千个点推算一千万个点，要么精度不足，要么计算量急剧膨胀。我们还引入了地形地貌数据来辅助提升插值精度，计算量进一步加大。最终我们选择了Graphcore IPU这种新型算力。单算法速度提升了60.5倍，效果非常显著。”
“气候变化意味着过去的经验与规律不再完全适用，所有计算必须面向短时、实时需求。这对计算的难度与强度都提出了全新要求。IPU技术让我们有信心应对更加频繁的气候变化——更短的预测周期，更快的响应速度。这项技术已成为安捷数科的基础技术，也是我们决定与Graphcore建立长期战略合作的原因——将基于IPU的解决方案拓展到其他领域，真正惠及社会。”黄思源表示。
上图展示了2015年全年气象数据在IPU上运行ET0的结果。颜色从蓝到红代表ET0值从低到高，不同区域的色差直观反映了当天空气温度、湿度、风速、大气压力等要素统计值的差异。每个点的ET0历史数据与预测数值，既可用来识别当年的极端天气，也能预测作物未来一段时间的灌溉需求。
使用IPU上的ET0进行精准农业灌溉
除了气象领域，蒸发蒸腾量在灌溉方面同样应用广泛。实现精准灌溉的关键在于提供全国覆盖的蒸发蒸腾量实时数据与未来预测。安捷数科已与国家气象信息中心展开合作，通过该中心获取全国气象站的历史与实时数据，再借助插值法计算出全国每平方公里网格的蒸发蒸腾量。
“计算量非常庞大，IPU上60.5倍的性能提升意味着我们能够实现7到15天、一平方公里精度的ET0实时计算。这对所有灌溉控制器的实时控制来说是一次质的飞跃，对整个灌溉耗水格局也将产生深远影响。”黄思源补充道。
将IPU驱动的创新应用于自然灾害预防
蒸发蒸腾量的变化还能为潜在自然灾害提供预警——土壤与植被蒸腾量降低，意味着森林大火风险升高；某一地区蒸腾量异常，可能预示着极端降雨或干旱。降雨量在某些土壤环境下会引发滑坡、泥石流，但在另一些环境中却不会。通常植物覆盖较好的地区灾害发生概率较小，除了植物根系对土壤的固定作用，安捷数科最新计算表明，植物的蒸发蒸腾会将土壤中的大量水分带入空气中，同时也降低了斜坡滑坡的风险。借助IPU的卓越性能，安捷数科能够进行更快速、更大规模的此类创新研究。
Graphcore大中华区总裁兼全球首席营收官卢涛表示：“安捷数科是中国极具创新实力的数据技术企业，致力于将数据科学应用到不同行业与社会领域。与安捷数科的合作，让我们能够更深入地扎根中国、服务中国，将IPU技术应用到农业、气象、自然灾害预测和社会服务等领域，助力产业AI转型。”
“我们将继续与包括安捷数科在内的客户和生态伙伴紧密合作，推动IPU技术落地于AI惠民、AI惠农、AI兴业，真正造福社会，助力产业数字化。”卢涛说。