Искусственный интеллект спрогнозировал штормы с высокой точностью — Naked Science
16.07.2020
Мария Кривоченко

Искусственный интеллект спрогнозировал штормы с высокой точностью

Ученые проанализировали природу штормов и сильных волн в Тихом океане. Для этого они использовали искусственный интеллект и смогли обучить его прогнозировать такие явления. Исследователи считают, что разработка поможет понять многие природные явления и научиться предсказывать их.

Тихий океан / © Peter Roos
Тихий океан / © Peter Roos

Долгое время прогнозирование штормов и волн зависело от моделей, основанных на физических уравнениях. Проблема в том, что вычисления получались слишком сложными и громоздкими, так как специалистам приходилось учитывать множество природных процессов.

Исследовательская группа Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS) изучила штормы и крупные волны Тихого океана с помощью искусственного интеллекта (ИИ). Они создали спутниковую модель глубокого обучения, прогнозирующую изменения температуры поверхности воды (SST), которая связана с появлением высоких волн и штормов. Результаты опубликованы в журнале Science Advances .

«Технология искусственного интеллекта — перспективный способ моделирования сложных океанических явлений и обхода трудностей, с которыми сталкиваются традиционные числовые модели», — отметил профессор Ли Сяофэн, руководитель исследования.

Спутниковые и прогнозируемые ИИ карты на трех последовательных временных шагах 12, 17 и 22 сентября 2010-го года с интервалом в 5 дней / © Science Advances

Модель глубокого обучения использует спутниковые данные для работы. На них она изучает, что предшествовало повышению температуры и что обычно идет за ним, после чего делает прогноз. В течение девяти лет испытаний (2010-2019 годы) модель точно и эффективно предсказывала изменения температуры поверхности Тихого океана и следующие за ними явления. Алгоритм работает быстро: авторам потребовалось около минуты, чтобы завершить полевой прогноз SST всего периода тестирования на обычном настольном компьютере.

Работа модели основана на данных фактических наблюдений, она делает точные прогнозы, используя информацию нескольких физических параметров: например, только спутниковых данных SST. Разработчики считают, что ее можно будет модифицировать: модель будет использовать разные данные и подойдет для прогнозирования других природных явлений.

Основанные на машинном обучении модели для прогнозирования океанических явлений привлекли внимание специалистов. Одновременно с ними появились похожие разработки, изучающие атмосферные процессы. Авторы исследования считают, что в будущем, с улучшением архитектуры сети, сложные явления, например тропические циклоны, можно будет предсказывать быстро и с высокой точностью.

Сочетание новой технологии и старого числового метода также важно. «Модели на основе искусственного интеллекта, статистические и традиционные числовые могут дополнять друг друга и обеспечивать новую перспективу для изучения сложных океанических особенностей», — сказал профессор Ли.

Разработка показывает, что использование ИИ может быть надежным и перспективным способом моделирования и прогнозирования сложных океанических явлений в эпоху больших данных спутникового дистанционного зондирования. Авторы считают, что она будет способствовать проведению междисциплинарных исследований в области океанических и атмосферных явлений.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 09:16
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

31 июля
Ольга Иванова

Ученые выяснили, что хроническая боль может влиять не только на физическое состояние, но и на психику человека, определяя его чувства, мысли и убеждения.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

26 июля
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: