Wetenschap
AI-weersvoorspellingen kunnen het destructieve pad van grote stormen vastleggen, blijkt uit nieuw onderzoek
Kunstmatige intelligentie (AI) kan snel en nauwkeurig het pad en de intensiteit van grote stormen voorspellen, zo blijkt uit een nieuw onderzoek.
Het onderzoek, gebaseerd op een analyse van de storm Ciarán van november 2023, suggereert dat weersvoorspellingen die gebruik maken van machine learning sneller en goedkoper voorspellingen kunnen produceren die vergelijkbaar zijn met de nauwkeurigheid van traditionele voorspellingen, en met minder rekenkracht.
Gepubliceerd in npj Climate and Atmospheric Science benadrukt het onderzoek van de Universiteit van Reading de snelle vooruitgang en het transformatieve potentieel van AI op het gebied van weersvoorspelling.
Professor Andrew Charlton-Perez, die het onderzoek leidde, zei:“AI transformeert weersvoorspellingen voor onze ogen. Twee jaar geleden werden moderne machine learning-technieken zelden toegepast om weersvoorspellingen te maken. Nu hebben we meerdere modellen die 10- dagelijkse mondiale voorspellingen in minuten.
“We kunnen veel leren over AI-weersvoorspellingen door ze te testen op extreme gebeurtenissen zoals Storm Ciarán. We kunnen hun sterke en zwakke punten identificeren en de ontwikkeling van nog betere AI-voorspellingstechnologie begeleiden om mensen en eigendommen te helpen beschermen. Dit is een spannende en belangrijke tijd voor weersvoorspellingen."
Beloofde en valkuilen
Om de effectiviteit van op AI gebaseerde weermodellen te begrijpen, vergeleken wetenschappers van de Universiteit van Reading de op AI en natuurkunde gebaseerde voorspellingen van Storm Ciarán – een dodelijke storm die in november 2023 Noord- en Midden-Europa trof en zestien levens eiste in Noord-Europa en nog meer mensen achterliet. dan een miljoen huishoudens zonder stroom in Frankrijk.
De onderzoekers gebruikten vier AI-modellen en vergeleken hun resultaten met traditionele, op natuurkunde gebaseerde modellen. De AI-modellen, ontwikkeld door technologiegiganten als Google, Nvidia en Huawei, konden de snelle intensivering van de storm voorspellen en 48 uur van tevoren volgen. De voorspellingen waren voor een groot deel 'niet te onderscheiden' van de prestaties van conventionele voorspellingsmodellen, aldus de onderzoekers.
De AI-modellen hebben ook nauwkeurig de grootschalige atmosferische omstandigheden vastgelegd die de explosieve ontwikkeling van Ciarán hebben aangewakkerd, zoals de positie ten opzichte van de jetstream – een smalle corridor met sterke wind op hoog niveau.
De machine learning-technologie onderschatte echter de schadelijke winden van de storm. Alle vier de AI-systemen onderschatten de maximale windsnelheden van Ciarán, die in werkelijkheid windsnelheden tot 111 knopen bereikten bij Pointe du Raz, Bretagne. De auteurs konden aantonen dat deze onderschatting verband hield met enkele kenmerken van de storm, waaronder de temperatuurcontrasten nabij het centrum, die niet goed waren voorspeld door de AI-systemen.
Om mensen beter te beschermen tegen extreem weer zoals storm Ciarán, zeggen de onderzoekers dat verder onderzoek naar het gebruik van AI bij weersvoorspelling dringend nodig is. De ontwikkeling van machine learning-modellen zou ervoor kunnen zorgen dat kunstmatige intelligentie in de nabije toekomst routinematig wordt gebruikt bij weersvoorspellingen, waardoor voorspellers tijd en geld kunnen besparen.