【我們為什麼挑選這篇文章】台灣面臨近 56 年來最嚴重乾旱,每個人都在問:到底什麼時候會下雨?傳統上,氣象局會根據氣象衛星、觀測站等資訊預測天氣,但這只能預測大範圍的天氣。為了提升氣象預測的精準度,新創 Tomorrow.io 採用物聯網、大數據、AI 等技術,將我們的手機變成氣象觀測儀器,讓氣象預測可以精準預測到下一條街,下一分鐘的狀況。或許,這也能推測什麼時候會下雨呢!(責任編輯:郭家宏)
本文經 創新拿鐵 授權轉載
作者:Hayden
台灣正大旱臨頭,大家水桶搶翻天,現在最關心的話題,是何時才會降下甘霖。但天氣預報眾說紛紜,誰也說不準。美國這家智慧型氣象公司,用人工智慧及大數據,能預測到以分鐘為級距,以街道為劃分的天氣,或許能給我們準確答案!
創新點:用行動手機等物聯網(IoT)裝置蒐集網路、衛星、雷達等感應器數據,建立高清氣象地圖。
本文 3 大重點:
1. 氣象預報不準,導致遭遇瀕死經歷。
2. 用物聯網(IoT)建立高清氣象地圖。
3. 發揮「鯰魚效應」,為緩步產業帶來新氣象。
1. 氣象預報不準,導致遭遇瀕死經歷
台灣正面臨 56 年以來最大乾旱,大家無「雨」問蒼天。現在市面上賣得最好的商品是儲水桶,平日只有兩三個的銷量,現在半天就能賣出數十數百個;而不銹鋼水塔的需求也大幅增加,業者電話接到手軟,訂單排到兩三個月後,只好每天加班趕工,消化爆量的訂單。現在中南部已經有縣市開始採「供五停二」的限水措施了,民眾只要備好用水,生活上還不致有太大不便,但如果老天爺再不下雨,情況真不知還要如何演變。
大家現在最關心的,應該是何時才會降下甘霖以解除旱象,惟天氣預報眾說紛紜,誰也無法說的準。若能有較準確的降雨日期,至少大家心裡還有個底。美國一家氣象科技公司 Tomorrow.io,便看準大眾對天氣預報的需求,利用大數據及 AI 人工智慧,提供比氣象機構更準確的天氣預報。
Tomorrow.io 原名 ClimaCell,為全球企業和政府提供天氣預報工具。該公司由麻省理工學院史隆商學院和哈佛商學院的團隊於 2015 年成立,創辦人為三個以色列人,Shimon Elkabetz、Rei Goffer 及 Itai Zlotnik。創業的想法則源自他們三人在軍隊中的經驗。
(延伸閱讀有關 ClimaCell:你口袋裡的手機、他眼中的黃金!這間新創公司把手機變成微型氣象站,用精準氣象預報發大財!)

服役期間,Elkabetz 及 Goffer 在以色列空軍,Zlotnik 在以色列國防軍的精銳突擊隊,三人常遭遇與天氣有關的瀕死經歷。例如在空中和地面上,經常會遇到意想不到的霧或雨,不僅會影響能見度,甚至可能取消任務。他們覺得必須有更好的追踪天氣和預報天氣的方法,於是開始尋找解決方案。
Zlotnik 之前曾與特拉維夫大學(Tel Aviv University)的 Hagit Messer-Yaron 教授一起工作,研究使用行動網路來監測天氣模式的可能性。他們開發了這項技術,並將其申請專利,使之成為可行的商業產品。之後 Zlotnik 前往美國麻省理工學院史隆商學院唸 MBA,Goffer 前往麻省理工學院史隆商學院和哈佛大學甘迺迪政府學院唸 MBA / MPA雙學位,Elkabetz 則就讀於哈佛商學院。
2. 用物聯網(IoT)建立高清氣象地圖
當今大多數的天氣預報模型,都是依賴政府機關 20 世紀的雷達追踪系統,和昂貴的衛星技術所取得的數據,經過複雜的電腦運算後做成預測。而坊間的天氣預報公司,則是從政府機關取得氣象資料後加以重新包裝,成為自家的氣象分析及報告。但由於各家的資料來源都一樣,所以預報的結果也差不多,沒有誰較準或不準的問題。而缺乏相互較勁的結果,對改進氣象預報的準確度便沒有多大助益。
天氣預報的準確性和時機,對於許多需要根據天氣狀況做出決策的組織而言至關重要。例如乾旱將會對農作物的生產產生什麼影響?在多洪水災害的地區,辦公大樓需要多少保險?長時間的熱浪將會如何影響零售業等?如果天氣預報不準,這些組織將會面臨嚴峻挑戰。
Tomorrow.io 試圖改變這種狀況。他們認為要改善預報準確度,關鍵在於觀測的儀器及方法。當今大多數的氣象觀測儀器,都是 50 多年前推出的,從那以後便沒有突破性的發展。而根據世界氣象組織(WMO)的統計,目前全球有超過 22,100 個氣象觀測據點、包括 10,000 個地面氣象站、1,000 個空中氣象站、7,000 艘觀測船、100 個固定浮標及 1,000 個漂流浮標、數百個氣象雷達、3,000 架商用飛機,以及 30 多個氣象衛星及 200 個研究衛星等,形成一個全球的氣象觀測網路。
這樣的規模看似龐大,但從天氣預測的結果來看,觀測器的數量及方法似乎仍有不足。如何能大量擴充觀測器的數量,而又不必耗費龐大的建置經費,Elkabetz 三人便想到了用行動網路來監測天氣模式的這項技術。利用全球數以億計的手機、筆記型電腦等物聯網(IoT)裝置,蒐集來自無線網路、衛星、雷達和其他感應器的多層數據,以建立高清的氣象地圖。這些地圖的空間解析度達到數百米,是當前解析度的兩倍,可以提供以分鐘為級距,以街道為劃分的天氣預報。
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當空氣中的水氣增加或空氣品質不良時,手機等行動通訊的訊號品質便會受到影響。Tomorrow.io 蒐集這些訊號數據及天氣變化的圖像,進行分析及研究後,了解數據與天氣變化的關係。數據依用途加以調整後即可用於預測目的,而降雨在圖像上的位置及方式,即可用來估算隨著時間的變化,這些降雨會出現在哪些地方,以及用什麼方式出現。
由於天氣幾乎會影響到我們周圍的所有事物,而室外任何連線的設備都可以成為虛擬的天氣觀測器,Tomorrow.io 便以全球數以億計的觀測器,即時的觀察當時的天氣,並透過人工智慧