Компания Google DeepMind только что совершила, возможно, самый большой прорыв в прогнозировании ураганов за последние десятилетия. Новая система искусственного интеллекта компании может предсказывать, где будут формироваться ураганы, и отслеживать их вероятные пути на срок до 15 дней вперёд. Впервые в истории Национальный центр по наблюдению за ураганами США использует эти экспериментальные прогнозы ИИ наряду со своими традиционными моделями прогнозирования.
Это объявление было сделано как раз вовремя, поскольку в 2025 году начинается сезон ураганов в Атлантическом океане, и синоптики прогнозируют год с активностью штормов выше среднего. Однако это не просто очередное технологическое достижение — это принципиальное изменение в методах прогнозирования наиболее разрушительных ураганов.
Проблема с прогнозированием ураганов
Вот в чём дело с прогнозированием ураганов: это невероятно сложно. Эти огромные вращающиеся штормы очень чувствительны даже к небольшим изменениям в атмосферных условиях, что делает их предсказание крайне затруднительным. Современные модели, основанные на физических законах, сталкиваются с фундаментальной проблемой выбора: они могут либо довольно точно предсказать, куда направится шторм, либо то, насколько сильным он будет, но не то и другое одновременно.
Одна из самых сложных задач при моделировании ураганов — создание модели, которая могла бы точно отображать крупномасштабные атмосферные потоки, в значительной степени влияющие на направление движения урагана, и в то же время представлять более мелкие детали внутренней области урагана, определяющие его интенсивность.
Внедрение ИИ
Вместо того чтобы пытаться решать сложные физические уравнения в режиме реального времени, модель ИИ от Google обучается на основе данных о штормах за несколько десятилетий. Система обучается на двух различных типах данных: обширном наборе данных для повторного анализа, который реконструирует прошлую погоду на всей Земле на основе миллионов наблюдений, и специализированной базе данных, содержащей ключевую информацию о траектории, интенсивности, размере и радиусе действия почти 5000 наблюдаемых циклонов за последние 45 лет.
Результаты довольно впечатляющие. Предварительная оценка Google показала, что их модель предсказывает траекторию циклона на 5 дней в среднем на 140 км ближе к реальному местоположению циклона, чем ENS — ведущая глобальная ансамблевая модель, основанная на физических законах, от ECMWF. Это сопоставимо с точностью прогнозов ENS на 3,5 дня — улучшение на 1,5 дня, на достижение которого обычно уходит более десяти лет.
Для сравнения: получение точного прогноза урагана на 1,5 дня — это огромный прорыв. Это потенциально может стать разницей между хаотичной эвакуацией в последнюю минуту и организованной, хорошо спланированной эвакуацией.
Weather Lab
Новая система доступна на Weather Lab от Google — интерактивном веб-сайте, который позволяет просматривать прогнозы штормов на основе ИИ наряду с традиционными моделями, основанными на физических законах. Первая доступная модель может предсказывать, где будут формироваться циклоны, и их вероятный путь на срок до 15 дней вперёд. Модель также может прогнозировать интенсивность, размер и структуру циклона.
Однако Google подчёркивает, что прогнозы Weather Lab не являются официальными отчётами о погоде или предупреждениями. Они генерируются моделями, которые всё ещё находятся в разработке, и не являются официальными предупреждениями. Компания неоднократно подчёркивала, что людям по-прежнему следует полагаться на официальные метеорологические службы в вопросах достоверных прогнозов.
Возможно, самая важная новость заключается в том, что эксперты-прогнозисты NHC теперь могут видеть в режиме реального времени прогнозы, сделанные экспериментальными моделями ИИ от Google, наряду с другими моделями, основанными на физических законах, и наблюдениями. Это первый случай, когда федеральное агентство включило экспериментальные прогнозы ИИ в свой рабочий процесс прогнозирования.
Более широкая погодная революция в области ИИ
Модель урагана от Google является частью более масштабной революции в области прогнозирования погоды с помощью ИИ, которая готовилась годами. Ранее компания выпустила GraphCast, которая может прогнозировать погодные условия на срок до 10 дней вперёд более точно и намного быстрее, чем стандартная система моделирования погоды. Эта модель, как известно, точно предсказала за девять дней до того, как ураган «Ли» обрушится на Новую Шотландию, в то время как традиционные прогнозы были более вариативными и указывали на Новую Шотландию только за шесть дней до этого.
Тем не менее, следует помнить о многих оговорках. Модели ИИ пока не могут обрабатывать хаотичные данные о ветре со спутников, данные метеозондов и показания буёв так же, как системы NWP, и критики утверждают, что они всё ещё сталкиваются с «эффектом бабочки», присущим погоде. Даже Google предупреждает, что без контроля со стороны человека его красивые прогнозы могут быть опасно неточными. А поскольку океаны, нагретые из-за изменения климата, по-новому влияют на штормы, вчерашние данные могут не описывать завтрашние циклоны.
Что будет дальше
Время для тестирования системы Google выбрано как нельзя лучше. Сезон ураганов в Атлантическом бассейне начался 1 июня, и ведущие исследователи ураганов прогнозируют, что в 2025 году в Атлантическом бассейне будет больше ураганов, чем обычно.
Специалист по ураганам в FOX Weather Брайан Норкросс, который был советником в команде Google, назвал это «первым сезоном ураганов, когда мы действительно увидим, на что способен ИИ, благодаря разработке модели ИИ для тропических штормов и ураганов».
Настоящее испытание начнётся, когда сформируется следующий крупный ураган. ИИ Google будет работать параллельно с традиционными моделями, генерируя 50 различных сценариев, в то время как специалисты по ураганам из Национального центра по изучению ураганов будут анализировать все доступные данные для составления официальных прогнозов.
За последние 20 лет ошибки в прогнозах на один-три дня сократились примерно на 75%, а ошибки в прогнозах на четыре-пять дней — на 60%. Если ИИ от Google оправдает ожидания, мы можем ожидать ещё одного значительного скачка в нашей способности прогнозировать эти смертоносные штормы, что может спасти бесчисленное количество жизней и предотвратить ущерб на миллиарды долларов.
Пользуясь случаем, хочу порекомендовать BotHub — платформу, где можно протестировать все популярные модели без ограничений. Для доступа к сервису не требуется VPN и можно использовать российскую карту. По ссылке вы можете получить 100 000 бесплатных токенов для первых задач и уже сейчас начать работать!
