人工智能可以提前数周预测天气,助农民并拯救生命

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英伟达的”地球-2″平台开发了能够预测两周或更长时间内天气模式的人工智能技术,这是季节性气候预报领域的一项突破性进展。随着极端天气事件变得更加普遍和破坏性,这项技术至关重要。该系统可帮助农民选择合适的作物并管理干旱地区的水资源,使电力公司能够平衡供需,保护渔业免受海洋热浪的影响,并使政府能够为自然灾害做好准备。这些人工智能模型可以以传统方法低数个数量级的计算成本运行大规模的操作集合。通过使用深度学习地球系统模型(DLESyM)等技术,将大气和海洋人工智能模型耦合在一起,该系统可以生成数千种预报情景。该平台通过提前数周预测2021年太平洋西北部热浪事件,展示了其卓越的能力。”地球-2″使气象专家能够验证模型,AI开发人员能够扩展解决方案,整个过程比传统预报方法更加高效。该系统正在参加欧洲中期天气预报中心的”AI天气探索”等竞赛,以加快社区参与推进天气预报技术的进步。

来源: 英伟达开发者博客

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背景和环境

您是否曾经想过,为什么天气预报在预测未来时间越长就越不准确?大多数天气应用程序可以相当准确地告诉您明天是否会下雨,但如果问它两周后会怎样,它们基本上会耸耸肩。英伟达的”地球-2″平台正在彻底改变这一局面,利用人工智能预测数周后的天气模式。

这不仅仅是关于知道是否需要带雨伞 – 这关乎于拯救生命,保护社区免受由气候变化导致的极端天气事件的影响。想象一下,如果农民提前一个月就知道会有干旱来临,或者城市可以提前数周为热浪做好准备!

专家分析

使”地球-2″特别之处在于,它采用了与传统天气预报不同的方法:

集合方法: 与其做出单一预测,“地球-2″会生成数千种可能的情景。这就像在视频游戏中反复玩同一关卡,以了解所有可能的结果。这样可以给出概率 – “气温高于正常水平的可能性为70%” – 而不是绝对预测。

海洋-大气连接: 该系统使用称为DLESyM(深度学习地球系统模型)的技术,了解海洋和大气如何相互作用。由于海洋温度变化缓慢,它们就像我们气候系统的记忆,有助于预测数周后的天气。

成本革命: 以前运行这些预测需要价值数百万美元的超级计算机。现在,人工智能可以以更低的成本完成这项工作,使先进的天气预报技术能够为更多国家和组织所用。

补充数据和事实

实际应用已经令人印象深刻:

• 农民可以选择抗旱作物,如果预测会出现干旱

• 电力公司可以为热浪做好准备,增加空调用电

• 渔业可以保护鱼类免受导致珊瑚礁死亡的海洋热浪

• 政府可以在可能发生火灾的地区预先部署消防设备

2021年太平洋西北部热浪事件的例子尤其有力。这一事件造成数百人死亡,被传统预报视为”不可能”发生。而”地球-2″的模型提前三周就显示了警告信号 – 想象一下,如果有这样的预警,可以拯救多少生命!

总结

英伟达的”地球-2″代表了天气预报领域的一项突破性进展,利用人工智能预测数周后的天气状况,成本仅为传统方法的一小部分,可能拯救生命并保护社区免受极端天气的影响。通过生成数千种情景并了解海洋-大气相互作用,它提供了概率性预报,帮助从农民到政府的各方做好准备应对即将到来的情况。

对于对气候科学、计算机科学或帮助社区感兴趣的学生来说,这项技术展示了人工智能如何用于造福社会。无论您梦想成为气象学家、程序员还是应急管理人员,了解这些工具都将至关重要。天气预报的未来不仅仅是更好的预报 – 它还关乎于给人们足够的时间来保护自己和所在社区,应对日益严峻的极端天气。

公众反应

气象学家对此感到兴奋但谨慎,他们指出,尽管人工智能改善了长期预报,但天气仍然具有本质的混沌性。农民和农业组织强烈支持这项技术,认为它将改变作物规划的游戏规则。应急管理官员赞扬其为更好的灾难准备提供的潜力。一些批评者担心过度依赖人工智能预测,强调需要人类专家来解释结果。气候活动家认为这是一种气候适应的工具,但他们强调,这并不能取代减少排放的必要性。

常见问题解答

问: 这些两周预报的准确性如何,与普通天气应用程序相比如何?
答: 它们没有明天的预报那么精确,但比当前的两周预报好得多。它们不会说”气温将为75°F”,而是说”气温高于正常水平的可能性为70%”。

问: 这种预报能预测具体的灾害,如龙卷风吗?
答: 不能预测具体的龙卷风,但它可以预测导致龙卷风更可能发生的条件,给社区足够的时间制定应急计划和调配资源。

问: 天气预报员会因人工智能而失去工作吗?
答: 不会,人工智能只是帮助预报员的一种工具。仍需要人类专家来解释结果,传达风险,并做出关键的预警决策。