AI zpřesňuje modelování klimatické změny i předpověď extrémního počasí

Díky modelům založeným na umělé inteligenci dokáží vědci predikovat počasí výrazně rychleji než doposud. Pomocí nových přístupů do inteligentního modelu zadají známá data, upraví požadavky na výstupní podmínky a superpočítač během několik vteřin nabídne tisíc různých scénářů. Zabere mu to stejný čas, jaký dříve trval výpočet jediného scénáře.

Metoda generativní adversiální sítě (GAN) spadá do oblasti generativního hlubokého učení, kdy neuronová síť zvládá navrhnout až tisíce řešení během několika vteřin. Využívá k tomu přitom data z historie a dokáže predikovat budoucí vývoj. Na stejném principu funguje také ChatGPT, který je jazykovým modelem a na základě nasbíraných dat dokáže tvořit text, který je dle jeho předpokladů a výpočtů tím, který chce uživatel získat.

• Tip: Už letos vzlétne největší letadlo s elektrickým pohonem. Slibuje dolet několik set kilometrů

Na základě již existujících zaznamenaných extrémních projevů počasí tento inteligentní model dokáže započítat zvyšující se pravděpodobnost výskytu srážek a dalších lokálních událostí a během krátké doby je začlenit do svých výpočtů. Vytvoří tak velmi přesnou předpověď počasí vhodnou přímo pro konkrétní požadovanou lokalitu.

Výsledky svého výzkumu zveřejnili vědci v časopise Geophysical Research Letters. Srovnávali schopnosti inteligentního modelu GAN s tradičnějším klimatickým modelem CNN. „Oba přístupy očekávají změny v budoucích ročních srážkách, ačkoliv vycházejí z historických dat,“ komentují vědci. Další projevy klimatické změny jsou tak i podle těchto výpočtů nevyhnutelné.

Metoda GAN se ale osvědčila jako úspěšnější, dokáže totiž díky umělé inteligenci započítávat i postupně se měnící klima v průběhu času. U běžných srážek dokáží oba modely předvídat s podobnou přesností, u extrémních jevů počasí ale právě na základě průběžného výpočtu a schopnosti učit sama sebe zvítězila úspěšnost nové metody.

„Celkově metoda GAN předvídá extrémní a roční změny srážek efektivněji. Z těch lze navíc následně odvíjet i zbytek hodnot,“ uzavírají vědci. Dosavadní výzkumy predikce vlivu klimatické změny byly velmi finančně i časově nákladné a vědci se tak rozhodovali, který scénář nechají superpočítač namodelovat.

• Psali jsme: Evropa musí předehnat Čínu a USA v inovacích. Klíčem jsou čisté technologie zítřka a dobrý software

Díky spolupráci s GAN ale již nemusí. Nový generativní algoritmus je výrazně rychlejší i cenově dostupnější. S novými znalostmi se nyní chtějí zaměřit i na predikci dalších klimatických proměnných, jako je teplota nebo vítr.

Pokud by výzkumníci byli úspěšní a pokud by jejich modely dokázaly odhadovat srážky i vítr, pomohlo by to lidem předpovídat i například živelné katastrofy a nebo by jim to alespoň dalo čas se na ně připravit. A možná by tak díky těmto modelům vědci objevili nové přístupy a strategie, jak se na klimatickou změnu úspěšně adaptovat.

Úvodní foto: Freepik