Международная команда геофизиков из США и Франции разработала новый гибридный алгоритм, который эффективно прогнозирует аномальные климатические катастрофы.
Фото: Григорий Сысоев/РИА Новости
Ученые доказали, что сочетание физических моделей и систем искусственного интеллекта позволяет с минимальными затратами ресурсов оценивать вероятность возникновения редких волн сильной жары. Результаты их работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Современные метеорологические службы сталкиваются с серьезными трудностями при прогнозировании катастрофических природных явлений. Суперкомпьютеры могут моделировать экстремальные погодные условия, основываясь на физических законах, однако для этого требуется много времени. Нейросети, с другой стороны, хорошо справляются с повседневными прогнозами, но часто ошибаются в случае аномалий. Исследователь Педрам Хассанзаде отметил, что искусственный интеллект не способен точно предсказать события, для которых в обучающей выборке нет данных.
Для решения этой проблемы ученые объединили преимущества физических моделей с возможностями нейросетей. Разработанный метод использует алгоритм выборки редких событий, который исключает маловероятные сценарии и сосредотачивает ресурсы на анализе наиболее опасных климатических ситуаций. Искусственный интеллект помогает системе оценивать краткосрочные изменения в атмосфере и предсказывать развитие погодных явлений. Такой подход позволяет создавать точные симуляции для любых экстремальных ситуаций без избыточной нагрузки на серверы.
В ходе тестирования нового алгоритма ученые провели испытания, используя примеры аномальной жары во Франции и на Среднем Западе США. Сравнив традиционную климатическую модель с гибридным алгоритмом, они обнаружили, что новая система предоставила аналогичные по точности результаты, используя при этом в 100 раз меньше вычислительных ресурсов и симуляций. Физик Александр Викнер отметил, что полученные данные помогут дополнительно обучить нейросети для работы с наиболее сложными природными рисками.
Авторы исследования планируют адаптировать эту технологию для применения в условиях глобального изменения климата. Новый алгоритм позволит заранее оценивать вероятность возникновения тропических циклонов, разрушительных ураганов и сильных ливней. Это поможет местным властям своевременно готовить инфраструктуру и спасательные службы, а также обеспечивать защиту населения.
