Sztuczna inteligencja wspiera meteorologów. Oto nowy projekt naukowców z Google DeepMind 30.09.2021

Narzędzie oparte na działaniu tzw. modeli generatywnych tworzy prognozy pogody na następne 90 minut z dokładnością sięgającą nawet 90%. 

Jaka dziś będzie pogoda? To pytanie, na które odpowiedzi notorycznie szukamy w telewizji, internecie lub w aplikacjach mobilnych, jednak rozwianie wszelkich wątpliwości w tym zakresie, zwłaszcza w dobie zmian klimatycznych, bywa coraz trudniejsze. Naukowcy z DeepMind, czyli brytyjskiego przedsiębiorstwa należącego od 2014 roku do Google'a, sprawdzili dlatego, czy przełomem na tym polu może okazać się wykorzystanie sztucznej inteligencji.

Programiści zwrócili uwagę na to, że istniejące metody prognozowania pogody bywają zawodne w przypadku pierwszych dwóch godzin od specjalistycznych pomiarów. Chodziło im głównie o najpopularniejszy system numeryczny (NWP), wykorzystujący równania opisujące ruch pływów w atmosferze do przewidywania prawdopodobieństwa deszczu albo innych opadów.

– Ten model sprawdza się w wymiarze od sześciu godzin do nawet dwóch tygodni, jednak w tym początkowym okresie radzi sobie wyjątkowo słabo – mówi w oficjalnym oświadczeniu Suman Ravuri, pracownik naukowy DeepMind. Tymczasem doraźne sprawdzanie pogody jest niezbędne w wielu sektorach gospodarki: planowaniu awaryjnym, organizacji imprez plenerowych, lotnictwie czy rolnictwie. Dzięki niemu można na bieżąco i skutecznie dostowywać się do panujących warunków. 

Sposobem na wypełnieniem tej luki jest sposób, który roboczo został nazwany opadowym nowcastingiem. Ravuri wraz ze swoim zespołem badawczym oparli go na analizie danych radaru o wysokiej rozdzielczości. Śledzi on ilość wilgoci w powietrzu poprzez wielokrotne wystrzeliwanie wiązki w dolną atmosferę, a następnie mierzy względną prędkość sygnału spowalnianego przez parę wodną. 

Tak zebrane informacje zostały dostarczone modelom generatywnym, czyli szerokiej klasie algorytmów uczenia maszynowego. Zajmują się one kształtowaniem łącznego rozkładu danych. W przypadku projektu DeepMind ustalały, jaka będzie pogoda w ciągu następnej 1,5 godziny na podstawie statystyk radaru z ostatnich 20 minut. Okazało się, że wykorzystanie narzędzi sztucznej inteligencji zapewniło pożądaną dokładność na poziomie sięgającym 90%. 

– Ta próba pokazuje, że AI już teraz może być potężnym narzędziem, umożliwiając specjalistom spędzanie mniej czasu nad coraz obszerniejszymi zbiorami danych – ocenia w rozmowie z „The Guardian" Shakir Mohamed. Jego słowom wtóruje Niall Robinson, szef partnerstw z Met Office, czyli narodowego serwisu meteorologicznego Wielkiej Brytanii. – Ekstremalna pogoda ma katastrofalne skutki, w tym utratę życia, a jak sugerują skutki zmian klimatycznych, tego typu zdarzenia będą coraz częstsze. Badania te udowadniają, że sztuczna inteligencja pozwoli zrozumieć, jak ewoluują wzorce pogodowe – dodaje ekspert.