盖茨基金会支持的AI初创公司如何助力非洲天气预报

## 人工智能气象预报：助力非洲农业发展

非洲农业正面临着严峻的挑战：气候变化加剧了气象数据匮乏的现状，导致天气预报不准确，作物产量下降，资源浪费。而对于撒哈拉以南非洲地区来说，情况尤为严峻。农业是许多非洲国家经济的命脉，支撑着超过一半的劳动力。然而，根据世界气象组织（WMO）2023年的报告，由于气候变化，非洲的农业生产力自1961年以来下降了34%，超过了世界上任何其他地区。这种下降产生了连锁反应，威胁着粮食安全，破坏生态系统，损害经济。

准确的天气预报可以改变非洲大陆及其农民的命运，帮助他们做出更明智的决策，减少经济损失，改善粮食安全。根据非洲开发银行（AfDB）发布的年度报告《非洲经济展望》，非洲因气候变化造成的经济损失预计将在2900亿至4400亿美元之间，具体取决于气温上升的幅度。尽管形势紧迫，但气候适应资金仍然严重不足。

然而，希望的曙光正在出现。总部位于美国加州帕洛阿尔托的人工智能初创公司 WindBorne Systems 决心改变天气数据采集和利用的方式。该公司由前 SpaceX 和 Lyft（LYFT）工程师 John Dean 于 2019 年创立，通过斯坦福大学的创业计划孵化，Dean 为了专注于公司发展而退学。WindBorne 的目标是通过使用人工智能驱动的探空气球收集大气数据来提高天气预报的准确性，从而应对气候变化。该公司声称其人工智能模型优于华为的盘古模型、谷歌 DeepMind 的 GraphCast 模型以及 GFS 和 IFS 等主要基于物理的模型。

迄今为止，WindBorne 已从 Khosla Ventures、Footwork VC 和 Susa Ventures 筹集了总计 2500 万美元的资金。其客户包括美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 和美国空军。WindBorne 还与比尔及梅琳达·盖茨基金会建立了合作伙伴关系，该基金会向该公司投资了 500 万美元，用于开发人工智能天气预报技术和针对撒哈拉以南非洲地区小农户量身定制的人工智能模型。

Observer 在 11 月份采访了 Dean，探讨了 WindBorne 如何应对非洲最紧迫的气候挑战，同时提高农业生产力，以及人工智能驱动的解决方案如何在全球应对气候变化的斗争中发挥关键作用。

**Observer：为什么 WindBorne 将其最初的努力集中在肯尼亚，以及该地区如何体现非洲面临的更广泛挑战？**

**John Dean：**肯尼亚是我们的第一个运营区域的自然选择，因为它既面临着数据稀缺的重大挑战，又拥有相对先进的气象基础设施。我们的数据被用于支持可再生能源整合、灾害防备和碳捕获等工作，所有这些都有助于扭转全球气候变化。通过与肯尼亚气象局 (KMD) 的合作，WindBorne 解决了长期以来阻碍该地区准确天气预报的数据缺口。

精确的天气预报对小农户的影响很大，因为他们严重依赖降雨。例如，准确的预报可以告知农民最佳的播种或灌溉时间，从而最大限度地提高产量并节约资源。这可以防止代价高昂的错误，例如过早播种或在即将到来的暴风雨前浪费水。

**WindBorne 的全球探空气球 (GSBs) 如何解决非洲天气数据稀缺的问题？它们与传统探空气球有何不同？**

它们收集了对流层中的关键天气数据。每个 WindBorne 气球仅重 2.5 公斤，配备了专有传感器和先进的航空电子设备，可以实时收集数据并进行精确导航。与其他天气系统不同，GSBs 在陆地上每美元可以收集 150 倍的数据，在海洋上可以收集 250 倍的数据。此外，新版本的 GSBs 可以自主飞行超过 50 天，这比传统无线电探空仪的运行时间（仅几小时）长得多。

收集到的数据被输入人工智能模型，从而提供超本地化的、可操作的天气洞察。我们的创新有可能改变非洲大陆乃至全球的农业、交通和能源管理等行业，为作物规划到能源资源管理提供更可靠的预测。

**是什么让 WindBorne 的 WeatherMesh 人工智能模型在竞争激烈的天气预报领域中脱颖而出？**

WeatherMesh AI 通过三个主要因素实现了高精度：基于视觉转换器的深度学习、先进的内部建模技术以及来自我们观测的实时大气数据的整合。我们定制构建了一个计算基础设施，使我们能够有效地运行这些复杂的模型。自 2 月份推出以来，我们一直在将独特的大气数据整合到模型中，从而不断提高准确性。人工智能驱动的模型比传统天气模型更快、计算效率更高。WeatherMesh AI 与 GBS 调整高度以进行目标测量相结合，确保了精确的洞察力，同时具有成本效益。

**盖茨基金会合作关系如何推动 WindBorne 在非洲的使命？**

这种合作关系使我们能够与肯尼亚气象局 (KMD) 等当地气象机构合作，确保收集到的数据被整合到区域预报中，并满足当地社区的需求。此外，我们的当地团队也与 KMD 团队密切合作，以支持他们的技术能力。到目前为止，已从 KMD 的内罗毕总部发射了 70 多个气球。

明年，我们计划在该地区建立第二个发射基地，以收集更多观测数据。这种合作关系帮助我们收集直接反馈并改进我们的产品，以满足每个地区的独特需求。实地考察并收集实时输入至关重要。作为端到端的天气解决方案，我们处理从收集现场数据到将其整合到模型中以及与各种利益相关者合作，以构建一个综合系统，从而提高预报准确性，并支持该地区的小农户。

通过证明我们运营的成功，我们旨在将我们的技术扩展到其他非洲国家和更广泛的发展中国家。

**WindBorne 的技术对非洲农村经济以及更广泛地区的更广泛影响是什么？**

我们向撒哈拉以南非洲地区的扩张旨在解决作物产量优化、粮食短缺和 GDP 差距等关键挑战，特别是在肯尼亚等地区，那里的农场损失几乎是全球平均水平的两倍。

我们正在收集关键的降水数据，通过在肯尼亚雨季期间发射气球来改善未来的预报。在 2025 年，我们将继续收集现场观测数据，并与 KMD 和 IGAD 等当地机构合作，将数据整合到他们的模型和 WindBorne 的人工智能系统中。这些改进后的预报将帮助农民优化播种时间表和用水量，最终提高作物产量。

除了农业之外，可再生能源、灾害应对、航空和建筑等行业也将从更准确的天气数据中受益。例如，电网可以优化可再生资源的整合，而航线可以规划以节省燃料并减少排放。

**您在扩展非洲目前的运营时面临哪些挑战？**

扩展到非洲偏远地区涉及后勤障碍，例如基础设施差距以及导航航空空间使用监管要求，因为不同国家/地区的批准差异很大。我们旨在通过与当地利益相关者密切合作来应对这些挑战，并确保其技术具有成本效益和可持续性。

为了确保可持续性和可负担性，我们将继续加强我们的合作关系，并与盖茨基金会等全球组织以及 KMD 等当地实体合作，我们可以利用现有资源，并帮助更有效、更经济地传播我们的技术。

从根本上说，WindBorne 的设计是模块化且可扩展的，使我们能够以低于现有解决方案成本的一小部分来建立站点并收集观测数据。此外，对于每个站点，我们都会雇用当地气球发射员。为当地团队配备处理运营的能力，确保技术部署具有成本效益和可持续性，同时在我们的运营社区中培养所有权。

**WindBorne 的开源数据方法如何赋能当地社区，以及它是否可以重新定义科技公司在服务不足地区促进创新和合作的方式？**

通过使数据易于访问，我们正在促进合作和创新，与当地研究人员、学者和私营公司合作，创建针对非洲挑战量身定制的解决方案。这种方法确保了所有声音都能在决策中得到体现，从而导致更具包容性和影响力的解决方案。