Aurora 1.5 发布：开源地球系统基础模型的重大扩展
微软研究院官方博客发表文章，宣布 Aurora 1.5 发布：这是微软 Aurora 地球系统基础模型的重大扩展，新增 22 个天气变量、小时级时间分辨率和概率集合预报，代码在 GitHub 开源、模型权重在 Hugging Face 发布。本文基于微软官方文章，解读 Aurora 1.5 的能力与意义。
概览
Aurora 1.5 是对开源 Aurora 地球系统基础模型的重大更新：
- 新增 22 个天气变量，覆盖更广的大气状况视角
- 小时级预报，提供精细的运营指导
- 概率集合预报（用户最常要求的能力）
- 开源发布：GitHub 代码 + Hugging Face 模型权重
Aurora 1.5 连接开放研究与微软天气服务：模型与数据、基础设施、托管访问和运营使用对接。
什么是 Aurora
- Aurora 是微软研究院 AI for Science 开发的地球系统基础模型，2024 年首次推出，2025 年发表于 Nature
- 证明单一模型可适配中期天气预报、海洋波浪、大气化学和新兴气候应用（包括通过微调实现高分辨率预报）
- 1.5 版本基于此基础，让模型对全球社区开放，可适配、扩展和构建
Aurora 1.5 的新能力
广度更新：22 个新变量
- 在 Aurora 原有 4 个变量基础上新增 22 个：代表性地表、气压层、风、温度、湿度、降水和辐射场
- 对依赖综合地球系统信号的行业更相关：能源、农业、交通、韧性规划
小时级时间分辨率
- 精细的运营指导：降水开始时间、交易决策、登陆热带气旋
集合预报
- 引入随机扰动表示模型不确定性，生成多个预报成员估计可能未来的分布
- 对电力系统、交通、农业、极端天气规划和气候风险应用，模型分布与最佳估计同样重要
- 开发方式：多阶段微调——扩展变量集、加入小时级分辨率后，在模型潜在条件路径引入受控扰动并优化集合预报质量；最后在 ECMWF HRES 分析数据（2018-2023）上自回归微调改进 rollout 行为和稳定性
性能：超越 ECMWF 动力集合
- 跨高空位势、温度和湿度及五个地表变量：Aurora 1.5 在 88.9% 的评估"变量×超前时间"目标上优于 ECMWF ENS
- 2024-2025 所有热带气旋评估：轨道误差显著降低，集合中位数相对原版 Aurora 轨道误差约降低三分之一
- 飓风 Helene 案例：集合预报包络验证轨道，有效捕捉风暴进程的不确定性
超越天气：地球系统基础模型
- Terradot（微软气候创新基金投资组合）与 AI for Good 实验室、微软研究院 Accelerator 合作 TerraNova：用 Aurora 派生天气表示估算和优化增强岩石风化的二氧化碳去除
- 与英国气象局（UK Met Office）合作：探索基础模型与既有物理系统并肩工作，从天气到气候时间尺度
从开放研究到运营使用
- Aurora 始于微软研究院 AI for Science，现由微软天气团队用于运营
- 平台路径：进入 Microsoft Foundry 和 Planetary Computer Pro，配合 Agent skills 和 Azure 服务（连接地理空间数据、可扩展基础设施和应用工作流）
- 早期验证：BKW 公司将 Aurora 1.5 与现有微软天气运营模型结合支持能源运营（天气依赖型发电、基础设施规划）
总结
Aurora 1.5 是开源天气基础模型的关键一步：22 个新变量 + 小时级分辨率 + 集合预报，使模型从"科研演示"走向"企业级天气方案"。性能上在 88.9% 评估目标上超越 ECMWF 动力集合，气旋轨道误差（集合中位数）相对原版降约三分之一。它展示了开放研究（微软研究院）→ 运营产品（微软天气）→ 行业应用（能源 BKW、碳去除 Terradot、气候科学 UK Met Office）的完整路径。对开发者和研究团队，模型在 GitHub 开源、权重在 Hugging Face 可下载，可以评估、适配和扩展——前提是理解基础模型应补充而非替代物理模型与领域专长。
来源：https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/aurora-1-5-extending-open-foundation-models-for-weather-and-earth-system-applications/