Tvůrci nového programu pro předpověď počasí pomocí AI tvrdí, že dokáže dosáhnout stejné úrovně přesnosti jako konvenční předpovědi vytvářené během hodin nebo dnů na výkonných superpočítačích během pouhé jedné sekundy na běžném desktopu. Od 50. let 20. století se předpověď počasí převážně opírá o modely založené na fyzice, které analyzují data ze satelitů, balonů a meteorologických stanic. Tyto výpočty, známé jako numerická předpověď počasí (NWP), vyžadují značné výpočetní zdroje a energii, přičemž využívají velké a nákladné superpočítače. Nedávno byly podniknuty kroky k vylepšení tohoto procesu pomocí AI. Například výzkumníci z Googlu vyvinuli minulý rok nástroj AI, který mohl nahradit složitý kód v určitých částech meteorologického modelu, čímž výrazně snížil potřebnou výpočetní sílu. DeepMind tuto metodu dále posunul tím, že použil AI k vygenerování celé předpovědi, což v minulém měsíci přijalo Evropské středisko pro střednědobé předpovědi počasí (ECMWF) s uvedením Systému umělé inteligence pro předpovědi. Tato postupná integrace AI do předpovědi počasí však neeliminovala všechny tradiční výpočetní metody, což je mezera, kterou se Richard Turner z Cambridgeské univerzity a jeho tým snaží zaplnit svým novým modelem. Turner upozorňuje, že předchozí snahy se zaměřovaly pouze na předpovídání a přehlížely klíčový iniciační krok, v němž jsou data z globálních satelitů, balonů a meteorologických stanic kombinována a organizována do strukturované mřížky. „Tento proces spotřebovává polovinu výpočetních zdrojů, “ zdůrazňuje. Výzkumníci vyvinuli systém nazvaný Aardvark Weather, který nahrazuje jak fázi předpovědi, tak iniciační fázi poprvé. Aardvark využívá pouze 10 procent dat, která současné systémy potřebují, zatímco produkuje výsledky srovnatelné s předními NWP předpověďmi, jak je zdůrazněno v jejich studii. Sestavení celé předpovědi, které obvykle vyžaduje hodiny nebo dny na superpočítači pro NWP, může nyní být dokončeno za přibližně jednu sekundu na běžném desktopu s Aardvark. Nicméně Aardvark funguje na mřížkovém modelu povrchu Země s buněčnými rozměry 1, 5 stupně čtvereční, což kontrastuje s modelem ERA5 ECMWF, který má buňky tak malé jako 0, 3 stupně.

Tato větší velikost mřížky znamená, že Aardvark může přehlížet složité a nečekané vzory počasí, podle Davida Schultze z Manchesterské univerzity. „Existuje mnoho nevyřešených faktorů, které mohou narušit vaši předpověď, “ uvádí Schultz. „V této škále neumějí efektivně reprezentovat extrémy. “ Turner tvrdí, že Aardvark může překonat některé existující modely při identifikaci vzácných událostí, jako jsou cyklony. Přesto uznává, že modely AI, jako je jeho, stále silně spoléhají na modely založené na fyzice pro své školení. „Absolutně selhává, pokud odstraníte tréninková data fyzického modelu a použijete pouze observační data, “ přiznává. „Snažili jsme se vytvořit zcela bezfyzikální model, ale výsledky nebyly úspěšné. “ Turner si představuje budoucnost, v níž bude předpověď počasí zahrnovat vědce, kteří zdokonalují stále přesnější modely založené na fyzice, které následně školí systémy AI, aby rychleji a efektivněji replikovaly jejich výstupy. Někteří, jako Nikita Gourianov z Oxfordské univerzity, jsou ještě optimističtější a předpovídají, že AI by mohla nakonec produkovat předpovědi počasí, které překonají schopnosti NWP, a to pouze za použití observačních a historických dat o počasí. „Je to otázka jak měřítka, tak vynalézavosti, “ poznamenává. „Být chytrý ohledně vstupních dat a strukturovat neuronovou síť je rozhodující. “