HiRO-ACEv2：以極低成本模擬 3 公里解析度的極端天氣

HiRO-ACEv2 是 Ai2 高解析度氣候模擬系統 HiRO-ACE 的最新版本，目標是用遠低於 X-SHiELD 的成本，產生 3 公里解析度的極端天氣資料。根據文章，完整系統產生全球 3 公里氣候資料的成本，約為 X-SHiELD 的三百分之一。X-SHiELD 是一套高解析度全球大氣模型，會直接模擬風暴等小尺度天氣。

系統架構與主要更新

HiRO-ACE 於 2026 年稍早推出，由兩個部分組成。ACE 以 100 公里的較粗解析度運作；HiRO 負責把 ACE 的粗略輸出細化成 3 公里的細節。

HiRO-ACEv2 最大的改變是新的降尺度模型 HiROv2。前一版只預測降雨，新版可以同時預測多個高解析度場量，涵蓋的極端天氣範圍因此更廣。此外，它預測極端事件的表現也有進步。

極端事件的模擬表現

團隊表示，這次的主要目標是把極端事件模擬得更好。調整訓練方式後，HiROv2 更能重現最強的降雨、風速與氣壓數值。

輸入為經過粗化處理的 X-SHiELD 資料時，HiROv2 的高解析度統計結果與目標模擬的差距在 3% 以內。就算是一百萬個資料點中只出現一次的罕見事件，也在這個範圍內。

在熱帶氣旋方面，HiROv2 能準確估算颶風的總能量，包括訓練時沒出現過的風暴。生成的颶風有合理的颱風眼與雨帶，但颱風眼周圍的風與氣壓，不對稱程度仍略高於 X-SHiELD。HiROv2 也能合理呈現沿山坡傾瀉而下的強風。

更新後的 ACE 與全球 3 公里資料

團隊同時為這套系統訓練了更新版的 ACE。在一段 10 年的模擬中，這個版本的颶風、平均氣候型態，以及降雨、風與氣壓的整體分布，都與 X-SHiELD 相符。團隊認為，這代表 ACE 的粗解析度模擬可以當作產生長期高解析度氣候資料的基礎。

團隊把 HiROv2 與 ACE 結合，產生了一整年的全球 3 公里資料。其統計特徵與 X-SHiELD 相當接近，不過 HiRO 使用的輸入是 ACE 自行執行的模擬結果，不是真正的 X-SHiELD 資料。

在 10 年的運行中，HiRO-ACEv2 颶風的能量與同一時期的 X-SHiELD 相當。該次運行的快照也呈現多種其他極端事件，樣貌與 X-SHiELD 中的事件相似。

成本與使用情境

文章指出，HiRO-ACEv2 讓研究人員能以較低成本，產生多組 10 年或更長時間的高解析度降雨、風與氣壓極端事件資料。產生全球高解析度資料的成本，約為執行 X-SHiELD 的三百分之一。如果只需要單一區域，節省幅度可以更大、超過一百倍，實際數字取決於區域大小。團隊也表示，正在開發精簡版的 HiROv2，有望讓速度再快十倍以上。

目前的限制與後續計畫

HiRO 是從 X-SHiELD 學習而來，因此目前只能搭配與 X-SHiELD 相符的 ACE 版本。也就是說，它還無法為其他氣候產生高解析度資料，例如較溫暖的未來情境，或 ERA5 等資料集記錄的歷史紀錄。

團隊計畫用新的 X-SHiELD 資料集進行訓練，其中包括模擬暖化 4°C 世界的資料，讓系統能處理不同的氣候條件。團隊也計畫加入近地表溫度，以及雪與冰等輸出項目，文中提到這些項目可支援積雪預測等更多用途。

視覺化與取用方式

為了方便觀察 HiRO 的輸出結果，團隊建置了一個網頁展示。使用者不必執行推論，就能瀏覽預先產生的降水、風與海平面氣壓輸出，也能把 HiROv1、HiROv2 與 X-SHiELD 並列比較，並放大自己關心的區域檢視。

文章也提到，模型可供下載，教學筆記本則說明如何執行這些模型。