风宇 – 空间天气大模型的创新引领

风宇是什么

风宇是由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。其基于创新的链式训练结构，融合卫星观测数据与数值模式数据，实现了太阳风、磁层和电离层的全链式耦合模拟，突破了传统模型在算力与实时响应方面的瓶颈，在短临预报与极端事件响应上表现卓越，预测误差处于国际领先水平，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，有力推动了 AI 与地球空间科学的深度融合。

核心功能

• 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，为相关行业和部门提供宝贵的时间窗口以采取应对措施。
• 卫星通信与导航保障 ：通过准确预测空间天气变化，减少卫星通信干扰和导航误差，确保卫星系统的稳定运行，提高卫星通信和导航的可靠性和准确性。
• 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和高效执行，降低航天器在复杂空间环境下的风险。
• 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，保障电力基础设施的稳定运行，避免因空间天气引发的大规模停电等事故。
• 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，帮助规划安全的飞行和航行路线，降低因空间天气变化带来的风险，保障人员和船舶的安全。

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，真实再现太阳风对地球周围环境的影响，以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，为模型的训练和预测提供了更丰富、更准确的数据支持。
• AI 技术融合 ：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，使模型能够更精准地捕捉空间天气的变化趋势。
• 预测性能优化 ：经过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。

支持平台

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

团队介绍

风宇大模型由中国气象局联合南昌大学和华为共同研发 。国家卫星气象中心副主任张萌、南昌大学校长邓辉以及华为副总裁周跃峰等相关负责人都曾出席活动介绍相关情况，其研发团队汇聚了气象、高校和科技企业的专业力量，为风宇的技术创新和应用拓展提供了坚实保障。

项目资源

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

业务场景

• 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，提高卫星通信和导航的可靠性和准确性，确保卫星系统的稳定运行。
• 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，为深空探索与轨道安全保障提供技术支持。
• 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，减少对电网的冲击，保障电力基础设施的稳定运行，避免因空间天气引发的大规模停电等事故。
• 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，降低因空间天气变化带来的风险，保障人员和船舶的安全。
• 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，推动空间天气科学的发展和人才培养。