استفاده گوگل از هوش مصنوعی برای پیش بینی آب و هوا

پیش بینی آب و هوا یکی از پیچیده ترین مشکلات علم است. اکنون گوگل از هوش مصنوعی GraphCast به عنوان یک هواشناس استفاده کرده است و نشان داده است که می تواند تنها در یک دقیقه، پیش‌بینی‌های دقیقی را تا 10 روز قبل انجام دهد.

به گزارش تکناک، پیش بینی دقیق آب و هوا شامل چیزی است که پیش بینی عددی آب و هوا (NWP) نامیده می شود، که از مشاهدات آب و هوای فعلی در سراسر جهان به عنوان داده ورودی استفاده می کند و آن را از طریق معادلات پیچیده فیزیک اجرا می کند که روی ابررایانه ها اجرا می شود. اما اکنون، گوگل از یک سیستم هوش مصنوعی به نام پرده برداری کرده است که می تواند به دقت آب و هوا را پیش بینی کند.

این هوش مصنوعی (artificial intelligence : field of computer science and engineering practices for intelligence demonstrated by machines and intelligent agents) بر اساس تجزیه و تحلیل مجدد داده‌های 40 ساله آب‌وهوایی که توسط تصاویر ماهواره‌ای، رادار و ایستگاه‌های هواشناسی جمع‌آوری شده بود، آموزش داده شد. GraphCast وضعیت هوا در شش ساعت قبل و وضعیت فعلی را در نظر می‌گیرد، سپس از داده‌های خود برای پیش‌بینی وضعیت هوا در شش ساعت دیگر استفاده می‌کند. از این رو، می‌تواند هوای شش ساعت آینده را تا 10 روز پیش بینی کند.

GraphCast  این کار را در بیش از یک میلیون نقطه شبکه در اطراف سطح زمین انجام می دهد که هر کدام 0.25 درجه طول و عرض جغرافیایی دارند. در هر یک از این نقاط، این مدل هوش مصنوعی دارای پنج متغیر مانند دما، فشار، رطوبت و سرعت و جهت باد در سطح و شش متغیر در جو در 37 ارتفاع مختلف است.

در آزمایش‌ها، GraphCast  که روی یک دستگاه Google TPU v4 اجرا می‌شود، با استاندارد طلایی فعلی برای پیش‌بینی آب و هوا مقایسه شد که یک سیستم شبیه‌سازی به نام پیش‌بینی وضوح بالا (HRES) است که روی ابررایانه‌ها اجرا می‌شود.

GraphCast  قادر بود پیش‌بینی‌های 10 روزه را در کمتر از یک دقیقه انجام دهد و در 90٪ متغیرهای آزمایشی و زمان‌های پیش‌بینی دقیق‌تر از HRES بود. زمانی که مدل‌ها بر روی تروپوسفر که پایین‌ترین لایه جو است، متمرکز شدند، GraphCast  در 99.7٪ مواقع از HRES بهتر بود.

GraphCast توانایی شناسایی رویدادهای آب و هوایی شدید را زودتر از HRES نشان داد، حتی اگر به طور خاص برای انجام این کار آموزش ندیده بود. در یک مثال واقعی، هوش مصنوعی به طور دقیق پیش‌بینی کرد که یک طوفان 9 روز قبل به خشکی می‌رسد، در حالی که پیش‌بینی‌های سنتی تنها می‌توانند شش روز قبل ورود آن را تأیید کنند.

این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.