Umelá inteligencia prináša revolúciu v predpovediach počasia: Odteraz budú presnejšie, rýchlejšie a spoľahlivejšie

Predpovedať počasie presne a na dlhšiu dobu je jednou z najväčších výziev modernej vedy. Technológia však tento proces posúva na novú úroveň. Umelá inteligencia (AI) teraz dokáže nielen zlepšiť presnosť predpovedí, ale aj ich rýchlosť a využitie, informuje CNN. 

Významný pokrok v predpovediach

V minulosti bola spoľahlivá päťdňová predpoveď takmer nemožná. V 80. rokoch minulého storočia bola presnosť takejto predpovede len na úrovni 65 %. Vďaka lepšiemu zberu údajov, výkonným superpočítačom a modelovaniu atmosféry sa dnes päťdňové predpovede trafia deväťkrát z desiatich.

„Predpovede počasia prešli obrovským pokrokom,“ vysvetľuje Peter Dueben, odborník na modelovanie Zeme v Európskom centre pre strednodobé predpovede počasia (ECMWF). Tento pokrok sa posunul ešte ďalej vďaka GenCast, novému modelu predpovede počasia vyvinutému spoločnosťou Google DeepMind, ktorý prekonáva dokonca aj najlepší meteorologický systém na svete, spomínaný ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts). 

GenCast: Budúcnosť predpovedí

GenCast, predstavený v odbornom časopise Nature, priniesol revolučné výsledky. Ide o nový AI model predpovedajúci počasie, ktorý dokáže oveľa presnejšie ukázať, ako sa vonkajšie podmienky menia zo dňa na deň. Model dokáže zároveň lepšie varovať pred extrémnymi výkyvmi počasia. V porovnaní s tradičnými modelmi dokázal predpovedať počasie na 15 dní presnejšie, pričom ukázal zlepšenie presnosti až o 30 % pri troj- až päťdňových predpovediach.

„GenCast je obrovský krok vpred,“ hovorí Ilan Price, hlavný autor štúdie a výskumník DeepMind. Tento model kombinuje rýchlosť a presnosť. Simulácie, ktoré by tradičnému modelu trvali hodiny, zvládne GenCast za menej než 10 minút.

Model taktiež ponúka viac ako 50 predpovedí možných spôsobov, ako by sa mohlo počasie na ďalší deň zvrtnúť. Týmto sa líši od iných deterministických modelov, ktoré ti ukázali len jednu predpoveď, ktorú systém vyhodnotil za najpravdepodobnejšiu. 

AI vs. tradičné modely

Tradičné modely predpovedí počasia sa spoliehajú na fyzikálne rovnice a obrovské množstvo dát, čo zaberá čas aj výpočtový výkon. Naproti tomu GenCast využíva strojové učenie, ktoré analyzuje 40 rokov historických dát o počasí, aby predpovedal podobné scenáre v budúcnosti, píše CTVNews. 

„Tradičné modely majú obmedzenia, hlavne pri predpovediach na dlhšie obdobie,“ vysvetľuje Dueben. „AI dokáže rýchlejšie a efektívnejšie simulovať atmosférické podmienky, pričom eliminuje chyby z aktuálnych údajov.“

Výhody GenCastu

Jedným z najväčších úspechov GenCastu je jeho schopnosť modelovať viacero scenárov naraz. To umožňuje nielen predpovedať konkrétne podmienky, ale aj vypočítať pravdepodobnosť ich výskytu.

„Keď máte viacero možných scenárov, získate predstavu o rozsahu možností a pravdepodobnosti ich výskytu,“ hovorí Price. Táto možnosť je kľúčová pre predpovede extrémneho počasia, ako sú hurikány, cyklóny či silné búrky.

Obmedzenia a výzvy

Napriek obrovskému pokroku má GenCast svoje nedostatky. Keďže je založený na historických dátach, môže mať problémy s predpoveďou extrémnych javov, ktoré nemajú obdobu v minulosti. „Model na základe strojového učenia nepozná fyzikálne zákony,“ upozorňuje Dueben. To môže viesť k chybným predpokladom pri predpovediach nevídaných klimatických extrémov.

Medzi ďalšie oblasti, v ktorých je potrebné model zlepšiť, patrí napríklad aj jeho schopnosť simulovať bezprecedentné klimatické podmienky. Navyše, pri predpovediach tropických cyklónov mal GenCast síce presnejšie odhady ich dráh, ale menej presné odhady ich intenzity. „Niektoré nedávne rekordné systémy dokonca neboli zahrnuté v tréningových dátach,“ dodáva Price.

Kombinácia AI a fyziky

Riešením týchto problémov môže byť kombinácia AI s fyzikálnymi modelmi, známa ako hybridné modely. Tie dokážu spojiť výhody oboch prístupov, a to presnosti fyzikálnych výpočtov a rýchlosti AI.

„Hybridné modely predstavujú veľký krok smerom k spoľahlivému modelovaniu klímy,“ tvrdí Stephan Hoyer, vedúci inžinier v Google Research. Tento prístup by mohol poskytnúť presnejšie odhady dopadu klimatických zmien na globálne teploty či extrémne javy.

GenCast: Pripravený na budúcnosť

Hoci GenCast ešte nie je verejne dostupný, jeho potenciál je nepopierateľný. Google plánuje sprístupniť svoje súčasné predpovede a archív minulých simulácií, čo by mohlo pomôcť ďalšiemu vývoju modelov.

„AI predpovede počasia sú pripravené na širšie využitie,“ uzatvára Price. „Je to nástroj, ktorý môže výrazne zlepšiť kvalitu našich predpovedí a pomôcť ľuďom pripraviť sa na výzvy, ktoré prináša meniace sa podnebie.“

Pokroky v oblasti AI predpovedí počasia, ako je GenCast, prinášajú nádej na presnejšie a spoľahlivejšie predpovede, ktoré môžu zachraňovať životy a zlepšiť pripravenosť na extrémne počasie. „Tieto modely prinášajú revolúciu v predpovediach,“ zdôrazňuje Dueben. „Je isté, že pozitívne ovplyvnia spôsob, akým predpovedáme počasie.“

Čítajte viac z kategórie: Inovácie a Eko