世界对大气和海洋现象及其影响的准确，可用的预测的需求从未如此强烈。气候变化正在影响天气模式，海平面上升，使越来越多的人面临环境灾害的危险。同时，来自卫星平台，手机，联网车辆和许多其他来源的建模系统和地球观测的数量和质量正在急剧增加，提供了大量的数据，以至只有自动化智能系统才能充分利用他们。

在确保健康和安全的同时，在有限的环境资源方面改善社会的长期可持续性是一个“ 邪恶的问题 ”，这个术语是用来描述现实世界中具有严重社会后果的挑战，不能通过反复试验来研究，并且可以没有明确的解决方案。要有效解决这一严重问题，将需要新的人工智能(AI)方法来进行知识发现和预测，该方法由研究和企业涉及的多个部门之间的融合协作驱动。

合作挖掘AI的潜力

目前，在地球系统的数值模型中仅使用了不到5%的可用环境观测数据。更好地利用附加数据的模型，对于增进我们对大气和海洋现象及其影响的理解和预测能力，以及协助个人，企业和政府做出更好的决策以减少对人，生计，生态系统，和经济。

在整个观察，预测和影响建模过程中，从预处理到后处理以及改进预测，人工智能都已展示出其价值。借助图形计算单元(GPU)和张量处理单元等最新的计算硬件创新以及AI方法本身的创新，AI有望通过开发未开发的环境观测值和增强地球的功能来帮助我们利用大数据领域的力量以经济有效的方式进行系统建模。

开发AI方法将彻底改变我们对各种环境现象的理解和准确预测的能力，并在此过程中满足社会的需求，这需要跨研究和运营部门做出一致的努力。每个部门都提供独特的专业知识，资源和观点，通过深入合作，可以带来协同和实质性的进步。

从广义上讲，学术界提供了丰富的专业知识和研究计划，借助政府或行业的资助，他们可以将精力集中在问题上多年。学术界还培训新一代的科学家，工程师和决策者。当学生发展适当的跨学科知识和技能并获得动手解决问题的经验时，行业和政府都将从中受益。

为了实现环境和公共卫生目标，政府应制定和执行以环境科学为依据的法律，政策和法规。他们为被认为对公共利益至关重要的科学研究与开发提供长期资金，并以其他方式无法实现的规模进行协调。各国政府具有独特的能力，可以部署大规模，长期可操作的环境传感系统，例如雷达，卫星和浮标网络。在美国气象企业内部，联邦政府还雇用和培训预报员，并且主要负责发布监视和警告。

私营部门具有广泛的影响力和利润动机，可以迅速开发和实施新技术，以帮助人们，组织和政府做出更好的决策。与其他部门相比，私营部门通常可以更快地移动并且具有更大的灵活性，这可以加快适应速度。但是，这种敏捷性通常是由季度财务报告驱动的，这可能使得很难将内部资源投入到可能需要数年才能成熟的冗长的研究项目中。与学术界和政府合作可以使工业界发现具有较高实用价值的问题，为外部研究和开发提供资金和指导，并采用经证明具有重要价值和广泛用途的产品。许多私营公司还可以为合作者提供访问独特数据和计算资源的权限。