Ученые рассказали, как "поумневший" ИИ спасет людей от разрушительных катаклизмов
Американские инженеры разработали алгоритм искусственного интеллекта, который может предсказывать масштабные наводнения.
Их исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters, передает сайт Phys.org.
От засух в Калифорнии до разрушительных наводнений в Китае - экстремальные погодные условия вызвали хаос этим летом. Ведущий автор исследования Френсис Дэвенпорт из Стэнфордской школы наук о Земле, энергии и окружающей среде прогнозирует, что в ближайшем будущем природные катаклизмы будут происходить намного чаще, поэтому очень важно готовиться к ним заранее, а поможет в этом ИИ.
Природа экстремальных погодных явлений очень сложна, а сейчас их практически невозможно точно предсказать из-за постоянно меняющегося климата. Специалисты предполагают, что глобальное потепление вскоре спровоцирует более сильные дожди и снегопады, а также изменит время и место возникновения штормов. Американские ученые одними из первых решили использовать искусственный интеллект для анализа причин долгосрочных изменений погоды.
"Наша цель состояла в том, чтобы понять, почему увеличивается количество экстремальных осадков, что, в свою очередь, могло бы привести к более точным прогнозам будущих наводнений", - отметил Френсис Дэвенпорт.
Соавтор исследования Ноа Диффенбо уверяет, что инновационный подход к использованию машинного обучения открывает новые возможности для понимания основных причин изменения погоды. ИИ позволит сообществам и властям заранее приготовиться к природным катастрофам и их последствиям, которые "выходят за рамки исторического опыта". К примеру, полученные выводы люди смогут учитывать при строительстве домов, мостов и дорог возле водоемов.
Ученые сосредоточились на верхнем водоразделе Миссисипи и восточной части водораздела Миссури. В этой части США, которая охватывает девять штатов, зафиксировали экстремальные осадки, а за последние десятилетия здесь все чаще случаются крупные наводнения. Вначале авторы использовали общедоступные климатические данные для расчета количества дней с сильными ливнями с 1981 по 2019 годы, затем они обучили ИИ анализировать данные сетки, такие как изображения, и рассчитывать крупномасштабные модели атмосферной циркуляции, связанные с осадками.
"Алгоритм, который мы используем, правильно определяет более 90% дней, когда уровень выпавших осадков зашкаливает, что выше, чем эффективность традиционных статистических методов, которые мы тестировали", - отметил Дэвенпорт.
После обучения ИИ определил факторы, приводящие к увеличению осадков на Среднем Западе США. Как оказалось, с начала 2000-х модели атмосферного давления, которые приводят к экстремальным осадкам, стали более частыми, увеличиваясь примерно на один день в год, а с 1980-х годов показатели менялись значительно медленнее.
График атмосферных осадков с 1980 по 2020 годы на Среднем Западе США
Ученые заметили, что когда появляются модели давления, количество осадков значительно растет. Они планируют расширить исследование и проследить, как обнаруженные факторы повлияют на погоду в будущем. Кроме того, Дэвенпорт и Диффенбо собираются проанализировать обстановку в других регионах США, учитывая погодные фронты, тропические циклоны и другие условия.
"Хотя изначально мы сосредоточились на Среднем Западе, наш подход может быть применен к другим регионам и использован для более широкого понимания изменений климата. Это поможет обществу лучше подготовиться к последствиям", - подитожил Дэвенпорт.
