TianJi：发现大气科学物理机制的自主AI气象学家

人工智能（AI）在数据驱动的天气预报中取得了与传统数值模式相当的突破，但其本质上仍是统计拟合，难以揭示大气的物理因果机制。面向物理的机制研究仍在很大程度上依赖人类科学家的领域知识与繁琐的工程操作，成为制约地球系统科学探索效率的瓶颈。在此，我们提出 TianJi——首个能够自主驱动复杂数值模式以验证物理机制的“AI 气象学家”系统。在大语言模型驱动的多智能体架构支撑下，TianJi 能够自主开展文献调研并生成科学假设。我们进一步将科学研究解耦为认知规划与工程执行：元规划器（meta-planner）解读假设并设计实验路线图，而一群专职的工人智能体协作完成数据准备、模式配置与多维结果分析。在两个经典大气动力学场景（飑线冷池与台风路径偏折）中，TianJi 在零人工干预下完成专家级端到端实验操作，将研究周期压缩至数小时。它还给出详细的结果分析，并依据输出自主判断和解释假设是否成立。TianJi 表明，AI 在地球系统科学中的角色正从“黑箱预测器”转变为“可解释的科学协作者”，为科学机制的高通量探索提供了新范式。