Earth-Space-AI

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Earth-Space-AI 是一个面向地球与空间科学的开源组织,收录 AI 工具、Skill 包和研究项目。

作者:Koutian Wu;GitHub: ktwu01

地球系统模式是世界上规模最大的科学程序之一。WRF 做天气预报,CTSM 模拟陆地和植被,WACCM-X 从地面一直算到太空边缘。每个模式都积累了几十年关于怎么编译、怎么配置、怎么调试的经验,而这些经验大多散落在用户邮件列表、研讨会幻灯片和少数资深研究者的脑子里。

AI 编程智能体能读源代码,却读不到 2014 年那封邮件,那封邮件解释了为什么某个 namelist 参数千万不能按直觉设置。Earth-Space-AI 就是为了补上这个缺口。它的一句话介绍是:“面向地球、行星与空间科学的程序性知识 Skills。”

里面有什么

组织托管的是 Skill 包。每个包是一组结构化的 markdown 文件,智能体按需加载,研究者也可以当参考手册读。SKILL.md 负责把智能体引到正确的章节,更深的参考文档只在需要时加载,这样智能体不会把上下文窗口浪费在用不上的内容上。具体结构我在之前的文章里写过。

目前已有的包包括:

  • WRF,天气研究与预报模式
  • CTSM,社区陆地系统模式
  • Noah-MP,陆面模式,以及它的 HRLDAS 驱动
  • WACCM 和 WACCM-X,CESM 中的全大气模式,后者延伸到电离层和热层
  • ROMS,区域海洋模式
  • RegCM,ICTP 的区域气候模式
  • OpenIFS,ECMWF 面向科研和教学发布的预报模式版本
  • NorESM,挪威地球系统模式

模式 Skills 之外,组织还运营两个社区工具。Benchmark Radar 每天追踪 AI 评测和数据集,由我发起,已被 fork 超过 50 次。Scientific Resources 整理面向科研人员的算力、云服务与 API 额度,以及科研经费信息。

为什么先做 Skills

AI 进入地球科学,常见的说法是训练一个新的神经网络模型来取代物理模式。这些模型又快又惊艳,可它们依然需要物理模式提供训练数据,需要物理模式去算那些还没被学到的变量,也需要物理模式回答“为什么”。物理模式不会消失。

真正拖慢研究者的,是把这些模式正确地跑起来。一个研究生可能因为一个编译错误或一个配置错误的区域,耗掉整整一学期。如果智能体能带着这些配置经验,这一学期就能还给科学本身。Skill 包写起来便宜,检查起来容易,第一天就能用,所以我从这里开始。

还难在哪里

上游模式一更新,Skill 就会过时,所以每个包都要跟着它覆盖的模式一起维护。署名也很重要。这些模式属于庞大的社区,Skill 包应该把用户引回官方文档和许可证,和官方资料互补。

一个科学模式最有价值的部分,往往是那些从没写进手册的建议。

浏览 GitHub 上的 Earth-Space-AI。