Accurate Earth system prediction requires state inference from incomplete observations, but conventional two-stage data assimilation (DA) is computationally prohibitive because repeated PDE-based ensemble forecasts, observation updates, and intermediate data movement limit ensemble size at high resolution. We introduce STORM, a one-stage generative AI framework that reformulates DA as diffusion-based Bayesian posterior sampling, replacing online PDE ensemble forecasts with scalable AI inference. It further combines a spatiotemporal transformer with a global-attention algorithm that reduces complexity from quadratic to linear through scalable gradient propagation, enabling high-resolution, long-context Earth modeling. STORM scales to 74,400 GPUs on Frontier with 96--99\% strong-scaling efficiency and up to 6 ExaFLOPs sustained BF16 throughput, while enabling 32,768-member ensembles for uncertainty quantification in 34 seconds on 4,096 GPUs. It scales to 20 billion spatiotemporal tokens and 177,000 temporal frames. Hurricane tracking and long-term climate reanalysis demonstrate improved accuracy, including benefits from longer temporal context and recovery of temperature extremes missed by forecast-only predictions.


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地球(Earth),是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排列为第三颗。地球是太阳系的第三颗行星,也是太阳系中直径、质量和密度第一的类地行星。地球上71%为海洋,29%为陆地,所以太空上看地球呈蓝色。地球是目前发现的星球中人类生存的唯一星球。
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