重塑全球气象范式，NVIDIA发布Earth-2开放模型家族

在近日举行的美国气象学会年会上，全球 AI 计算领军企业 NVIDIA（英伟达）宣布推出 NVIDIA Earth-2 开放模型家族。作为全球首个完全开放、加速的气象 AI 软件堆栈，Earth-2 的问世标志着气象预测从“物理模拟时代”向“AI 驱动时代”的跨越式迈进。
 
该平台旨在让高精度、低延迟的气象预报触手可及。从初始观测数据的实时处理，到全球 15 天中期预报，乃至局地强对流天气的临近预报，Earth-2 提供了一套完整的工具集，不仅显著降低了计算成本，更在预报精度和速度上刷新了行业基准。
 
 
NVIDIA Earth-2 Nowcasting（临近预报模型）运用基于卫星和雷达数据训练的生成式 AI，预测真实的云系与降雨系统的演变过程，从而掌握风暴的生成与发展规律。
 
全新开放模型加入 Earth-2 家族
 
过去两年，AI 气象模型在学术界与头部机构的测试指标上屡有突破，但产业落地常卡在两类问题上：
 
环节割裂：降尺度、集合预报、临近预报、数据同化各自为战，模型与数据管线难以拼装成稳定工作流；
 
算力与可控性：即使模型开源，真正跑到业务侧仍涉及推理加速、数据格式、评估基准、合规与“主权化部署”等大量工程细节。
 
Earth-2 的定位就是把这些“分散能力”收拢成可直接复用的开源工具链，并强调在本地基础设施上构建“自己拥有并可控”的气象能力（尤其面向政府与关键行业）。
 
此次发布的全新 Earth-2 开放气象模型包括：
 
Earth-2 Medium Range（中期预报模型），基于全新架构的 Atlas 模型，可实现中期天气预报（即15天内预报）的高精度预测，涵盖温度、气压、风速和湿度等 70 余项气象变量。在行业标准测试中，其在最常见的预报变量上表现优于领先的开放模型。
 
 
 
基于 NVIDIA Earth-2 Medium Range（中期预报模型）对不同气象变量（总水汽含量、风速及比湿）的集合预报结果，并与 ERA5 再分析数据进行对比。
 
Earth-2 Nowcasting（临近预报模型），基于全新架构的 StormScope 模型，采用生成式 AI 技术，能在数分钟内将国家尺度预报转化为公里级分辨率的零至六小时局地风暴及灾害性天气预测。该系统通过直接模拟风暴动力学，首次在短期降水预报领域超越传统基于物理的气象预测模型，并利用 AI 直接预测卫星与雷达影像。
 
Earth-2 Global Data Assimilation（全球数据同化模型），基于全新架构的 HealDA 模型，可生成天气预测的初始条件——即全球成千上万个地点当前大气状态的快照，涵盖温度、风速、湿度及气压等参数。Earth-2 Global Data Assimilation 在 GPU 上数秒内即可生成初始条件，而超级计算机则需数小时。当与 Earth-2 Medium Range 配合使用时，该系统可通过开放式全 AI 工作流生成最精准的预报预测。


Earth-2 Nowcasting 示例，展示了真实的云系与降雨系统，清晰呈现风暴的生成与发展规律。
 
NVIDIA Earth-2 平台中现有的开放气象模型有：
 
Earth-2 CorrDiff，基于生成式 AI 架构的 CorrDiff 模型，将粗分辨率的大陆尺度预测结果降尺度为高分辨率的区域尺度天气场，为本地预报提供所需的精细分辨率，比传统方法快 500 倍。
 
Earth-2 FourCastNet3，在风速、温度、湿度等多项气象变量预测中展现出卓越精度，不仅超越主流传统集合预报模型，更可与顶尖的基于扩散的方法比肩，同时其预报生成速度比其它 AI 方法快 60 倍。
 
Earth-2 还集成了来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF）、微软、谷歌等机构的开放模型。此外，Earth-2 中的模型可通过 NVIDIA PhysicsNeMo 进行训练和微调，PhysicsNeMo 是一个开源 Python 框架，专为大规模开发 AI 物理模型而设计。
  
NVIDIA Earth-2 Global Data Assimilation 展示了来自卫星、气象气球和气象站的复杂地球观测数据模式，AI 模型将这些数据转化为平滑连续的大气状态估计值，从而为气象预测提供基础。
 
加速生态：从基础设施到行业应用
 
Earth-2不仅仅是模型，更是一个开放的协作生态系统。它集成了来自 ECMWF（欧洲中期天气预报中心）、微软、谷歌 等机构的开放模型，并支持通过开源 Python 框架 NVIDIA PhysicsNeMo 进行大规模物理 AI 模型的微调。
 
目前，全球多个关键行业的领军组织已率先接入 Earth-2 平台：气象科技初创公司 Brightband 已利用该模型每日发布全球实况天气预报；能源电力公司道达尔能源 (TotalEnergies) 通过临近预报模型提升短期风险决策能力；中国协鑫集团 (GCL) 则通过 Earth-2 显著提升了光伏发电功率预测的准确性；金融与风险控制领域公司安盛集团 (AXA) 与标普全球能源正利用相关技术进行飓风情景模拟和本地化气候风险评估。
 
对于开发者而言，Earth-2 提供了极高的灵活性。通过 Earth2Studio 库，用户只需数行代码即可调用不同的预训练模型（如 FourCastNet3 或 CorrDiff）并切换数据源（如 ERA5 或 GFS）。这意味着即便不具备超算资源的机构，也能在自有 GPU 基础设施上运行生产级气象 AI 预报。
 
结语
 
正如 NVIDIA 首席执行官黄仁勋此前所愿，Earth-2 正在构建一个地球的“数字孪生”。通过将复杂的物理规律融入生成式 AI，NVIDIA 正在为全球气候治理、防灾减灾以及商业决策提供前所未有的科技驱动力。