Google DeepMind、気象モデル「WeatherNext」がサイクロンの経路と強度を同時予測
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Google Deepmind は気象庁や英国気象局と連携し、サイクロンの進路と強度を同時に予測するモデル WeatherNext-C を開発し、実運用を開始した。
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AI NEW LABで論点を見るAI深層分析を開く2026年8月9日 21:41
AI深層分析
キーポイント
進路と強度の同時予測の実現
従来のモデルが抱えていた進路精度と強度精度のトレードオフを解消し、単一システムで両方を高精度に予測する WN-C モデルが Nature に発表された。
既存モデルとの性能比較優位
5 日間の進路予測誤差は平均 230km で、ECMWF の ENS や Deepmind 前世代の GenCast よりも精度が高く、3 日間の強度予測でも HAFS を上回る結果を示した。
実社会への即時的な貢献実績
2025 年のハリケーン・メリッサにおいて、同モデルは Jamaican 上陸時の急激な強度変化を事前に予測し、NHC の対応に寄与したと Deepmind は報告している。
確率予報における高い価値
複数のリードタイムにおいて ENS や GenCast よりも 2 倍以上のスコアを示し、特にハリケーン強度となる 64 ノットの風速確率予測で実用的な価値を発揮している。
粗解像度データによる高精度予測
WN-Cは1点あたり約28kmの粗いグリッドデータを使用するが、ENSOやGenCastよりも確率的な暴風雨強度予測で2倍以上のスコアを記録した。高解像度が最先端の強度予測に必須ではないという結果を示している。
重要な引用
WN-C handles both in a single system, according to a paper published in Nature.
During Hurricane Melissa... the model helped the NHC predict the storm's rapid intensification in time
For a five-day forecast, the estimated storm center position is off by an average of 230 kilometers
"High resolution is not a strict prerequisite for state-of-the-art intensity forecasting,"
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編集コメント
気象予測分野における AI の実用化が、単なる研究段階から実際の防災現場で即座に効果を発揮するレベルまで到達したことを示す事例である。技術的革新性が明確な数値で裏付けられており、今後の気象予報システムの標準的な構成要素となる可能性が高い。
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このモデルは、米国国立ハリケーンセンター(NHC)、大気研究協力研究所、英国気象局と共同で構築されました。2025 年 6 月からは Google の Weather Lab で実運用が開始されています。Deepmind によると、2025 年にジャマイカに上陸したハリケーン・メリーサの際、このモデルは NHC が暴風雨の急激な強度変化(rapid intensification) をタイムリーに予測するのを支援しました。これは、24 時間以内に最大風速が少なくとも 30 ノット(約時速 56 キロメートル)増加することを指します。
WN-C が解決した数十年の課題
ハリケーンの予報には長年、トレードオフが存在していました。ECMWF のアンサンブルシステム(ENS)のような全球モデルは経路予測に優れていますが、強度予測には粗すぎます。一方、NOAA のハリケーン解析・予報システム(HAFS)のような専門的な地域モデルは強度の精度が高いものの、経路の正確さが損なわれます。WN-C は、この両方を一つのシステムで処理します。これは Nature に掲載された論文で発表されています。
5 日間の予報において、推定される暴風雨の中心位置の誤差は平均 230 キロメートルです。これは ENS の 370 キロメートルや、Deepmind の先行モデルである GenCast の 335 キロメートルよりも優れています。また、3 日間の強度予報では、WN-C は HAFS よりも 3.75 ノット(約時速 7 キロメートル)精度が高いことが示されています。

WN-C は、ENS や GenCast を大きく上回るスコアを記録しています。特に、嵐がハリケーン強度に達する閾値である 64 ノット(約 118 km/h)の風速確率予測においては、意思決定に対する実用的な価値において ENS よりも優れていると Google Deepmind は評価しています。
粗いデータから、より鮮明な予報へ
WN-C が扱うデータグリッドは、各点が約 28 キロメートルの範囲をカバーします。これは専門的な地域モデルに比べておおよそ 100 倍粗い解像度です。それでも、Deepmind によると、グリッド点あたり 111 キロメートルというコンパクトな変種でも競争力のある結果を生み出しています。
「最先端の強度予測には、高解像度が必須条件ではない」と著者たちは記述しています。粗い気象データが、嵐の強さについて誰よりも多くの情報を秘めていることが明らかになったのです。この解像度でこれほど正確な予報を生成する仕組みについては、まだ研究課題として残されています。
拡散モデルに代わる機能的生成ネットワーク
WN-C は Functional Generative Networks(FGN)を採用しています。GenCast が予測ステップごとにニューラルネットワークを数十回通過させる必要がある拡散手法とは異なり、FGN は単一のパスで処理が完了するため、8 倍の速度を実現します。
不確実性を捉えるため、このシステムは一般的な手法のように個々のピクセルにノイズを加えるのではなく、ネットワークの制御層へノイズを注入します。これにより、同じ出力のノイズ付きバリエーションではなく、物理法則に整合した異なるシナリオが生成されます。
学習には、非常に性質の異なる 2 つのデータソースを組み合わせたことが鍵となりました。チームは、ECMWF の解析に基づく約 20 テラバイト規模の全球的大気データと、厳選された約 5,000 件の歴史的サイクロンデータベースを活用しました。モデルが両方のデータを同時に学習できるようにするため、位置や強度、範囲といった表形式の嵐データは、気象データと同じ地理グリッド上に投影されます。
これにより、ネットワークは進路、強度、風半徑を直接予測できるようになります。論文におけるアブレーションスタディ(比較実験)では、この統合的な学習こそが性能向上の要因であることが示されています。
1 つの嵐あたり 1,000 シナリオ
Google の AI チップ上で 15 日間の予報が 1 分未満で実行可能となったため、DeepMind は並列実行する予報の数を 50 から 1,000 に拡大しました。このような大規模アンサンブルにより、稀な極端現象をより確実に捉えることが期待されます。論文によると、正しい警報と誤報・見落としを重み付けして評価する「Critical Success Index(CSI)」は、従来の 0.3 を下回る水準から 0.5 に向上しています。

代替ではなく補完として
Deepmindによれば、従来の数値モデルの重要性は依然として高い。米国海洋大気庁(NHC)は公式な予報において、複数の物理ベースモデルの結果を重み付け平均で統合しており、進路予測(TVCN)と強度予測(IVCN)に分けて行っている。これらのコンセンサスモデルに WeatherNext Cyclone (WN-C) を模擬的に加算した結果、進路予測の精度は平均して 28%向上し、強度予測でも約 6%の改善が見られた。強度における改善幅が相対的に小さいことは、この分野において依然として従来のモデルが大きく貢献していることを示している。

数年をかけて開発されたモデル
Deepmind は、WeatherNext 2 と WeatherNext Cyclones の両方について、コードと重み付けデータを GitHub で公開しました。ミニ版は、無料の Colab ノートブック上で単一の TPU 上で動作します。公式な警報については、著者らは依然として各国の気象サービスを利用するよう案内しています。WN-C は予報士を代替するためではなく、彼らを支援するためのものです。
昨年、Deepmind は基盤となる気象 AI「WeatherNext 2」を発表しました。これは現在、サイクロン変種とともにオープンソース化されています。2025 年 6 月には、Deepmind と Google Research が熱帯サイクロンの予報に特化したプラットフォーム「Weather Lab」を立ち上げました。この実験モデルが現在の WeatherNext Cyclones に発展しました。当時すでに NHC(米国国立ハリケーンセンター)および CIRA(コネチカット州立大学気象研究所)との協力体制は整っていました。
その前、Deepmind は 2024 年末に「GenCast」をリリースしました。これは ECMWF のアンサンブル予測を上回った初の確率的気象モデルであり、こちらもオープンソースです。WN-C では、GenCast で採用されていた拡散アプローチをより高速な FGN 方式に置き換え、対象範囲を熱帯サイクロンへと広げています。
Google の予測技術の歴史は、常に順調だったわけではありません。例えば Android Earthquake Alerts システムは、2023 年のトルコ地震において深刻な評価ミスを行いました。マグニチュード 7.8 の地震を 4.5〜4.9 と過小評価し、数百万人に届くべき緊急警報のうち、わずか 469 件しか送信されなかったのです。
この科学的成果は、DeepMind 自体が激動の時期を迎えている最中に発表されました。CEO のデミス・ハサビス氏は最近、日常業務から退き、アルファベットのチーフサイエンティストに就任しました。また、首席研究員のジェフ・ディーン氏は 27 年間の在籍を経て退社し、他のシニア研究者らと共に AI スタートアップ「Discovery Loop」を共同設立しています。
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The model was built with the National Hurricane Center (NHC), the Cooperative Institute for Research in the Atmosphere, and the UK Met Office. Since June 2025, forecasts have been running live on Google's Weather Lab. During Hurricane Melissa, which made landfall in Jamaica in 2025, the model helped the NHC predict the storm's rapid intensification in time, according to Deepmind. That's when a storm gains at least 30 knots (about 34 mph) in wind speed within 24 hours.
WN-C solves a decades-old tradeoff
Cyclone forecasting has long suffered from a tradeoff. Global models like ECMWF's ensemble system (ENS) are strong on track prediction but too coarse for intensity. Specialized regional models like NOAA's Hurricane Analysis and Forecast System (HAFS) deliver more precise intensity readings but lose accuracy on the track. WN-C handles both in a single system, according to a paper published in Nature.
For a five-day forecast, the estimated storm center position is off by an average of 230 kilometers, compared to 370 kilometers for ENS and 335 kilometers for Deepmind's predecessor model GenCast. On three-day intensity forecasts, WN-C is 3.75 knots (about 4.3 mph) more accurate than HAFS.

WN-C also scores more than twice as well as ENS and GenCast on probabilistic storm intensity forecasts across many lead times. For the probability of 64-knot winds, the threshold where a storm reaches hurricane strength, the model delivers higher practical value for decision-making than ENS, according to Deepmind.
Coarse data, sharper forecasts
WN-C works with a data grid where each point covers about 28 kilometers, roughly a hundred times coarser than specialized regional models. Even a compact variant with 111 kilometers per grid point produces competitive results, Deepmind says.
"High resolution is not a strict prerequisite for state-of-the-art intensity forecasting," the authors write. The coarse weather data apparently contains more information about storm strength than anyone thought. How the models generate such accurate forecasts at this resolution remains an open research question.
Functional generative networks replace diffusion
WN-C uses Functional Generative Networks (FGN). GenCast relies on diffusion, a method best known from AI image generators, and needs dozens of passes through the neural network per forecast step. FGN gets by with a single pass, making it eight times faster.
To capture uncertainty, the system doesn't add noise to individual pixels the way most approaches do. Instead, it injects noise into the network's control layers. This produces different but physically consistent scenarios rather than just noisy variants of the same output.
Training on two very different data sources was key. The team used nearly 20 terabytes of global atmospheric data from ECMWF analyses along with a curated database of roughly 5,000 historical cyclones. To let the model learn from both sources together, the tabular storm data, including position, intensity, and extent, gets projected onto the same geographic grid as the weather data.
That lets the network predict track, intensity, and wind radii directly. Ablation studies in the paper show that this joint training is what drives the improvements.
1,000 scenarios per storm
A 15-day forecast runs in under a minute on one of Google's AI chips, so Deepmind scaled the number of parallel forecast runs from 50 to 1,000. Large ensembles like this could help capture rare extreme events more reliably. The Critical Success Index, which weighs correct warnings against false alarms and missed events, jumps from below 0.3 to 0.5, according to the paper.

A complement, not a replacement
Traditional numerical models still matter, according to Deepmind. The NHC typically combines results from several physics-based models into a weighted average for its official forecasts, split between track (TVCN) and intensity (IVCN). In a simulated weighted addition to these consensus models, WN-C improves track forecasts by an average of 28 percent. For intensity, the gain is about 6 percent. The smaller intensity improvement shows that traditional models still contribute heavily in that area.

A model years in the making
Deepmind has made all of this publicly available, releasing the code and weights for both WeatherNext 2 and WeatherNext Cyclones on GitHub. The mini variant runs on a single TPU in a free Colab notebook. For official warnings, the authors still point users to national weather services. WN-C is meant to support forecasters, not replace them.
Last year, Deepmind introduced WeatherNext 2, the underlying weather AI that is now open-source along with the cyclone variant. In June 2025, Deepmind and Google Research launched Weather Lab, a platform built for cyclone forecasting whose experimental model has now become WeatherNext Cyclones. The collaboration with NHC and CIRA was already in place at that point.
Before that, Deepmind released GenCast in late 2024, the first probabilistic weather model to beat ECMWF's ensemble, also open-source. WN-C swaps out GenCast's diffusion approach for the faster FGN method and broadens the scope to tropical cyclones.
Google's track record with forecasting hasn't always been this strong, though. Its Android Earthquake Alerts system severely underestimated the 2023 Turkey earthquakes, rating a 7.8 quake at just 4.5 to 4.9 and sending only 469 critical warnings when millions should have been alerted.
The scientific achievement comes during a turbulent stretch for Deepmind itself. CEO Demis Hassabis recently stepped back from day-to-day operations to become Alphabet's Chief Scientist, while chief researcher Jeff Dean left after 27 years to co-found the AI startup Discovery Loop with several other senior researchers.
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