Η τεχνητή νοημοσύνη στην πρόγνωση του καιρού

Πριν από λίγες ημέρες το επιστημονικό περιοδικό Science δημοσίευσε μελέτη που δείχνει πώς ένα μετεωρολογικό μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύχθηκε από την Google DeepMind, το GraphCast, έχει ξεπεράσει σημαντικά τις συμβατικές μεθόδους πρόγνωσης καιρού διάρκειας 10 ημερών. Συγκεκριμένα, στη μελέτη αναφέρεται ότι το GraphCast ξεπέρασε το μοντέλο του ECMWF στο 90% των μετρήσεων βασικών μετεωρολογικών παραμέτρων (θερμοκρασίας, πίεσης, ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου και υγρασίας) σε διάφορα ατμοσφαιρικά επίπεδα. Στα υπέρ των μοντέλων μηχανικής μάθησης συγκαταλέγονται το ελάχιστο κόστος παραγωγής των προβλέψεων και ο ελάχιστος χρόνος που απαιτείται για το τρέξιμό τους, γεγονός υψίστης σημασίας για τις προγνώσεις πολύ μικρής διάρκειας (nowcasting).


Αναμφίβολα, ζούμε μια συναρπαστική στιγμή στην ιστορία των μετεωρολογικών προβλέψεων, αλλά αυτό δεν σημαίνει το θάνατο της συμβατικής μοντελοποίησης. Τα μοντέλα που έχουν φυσική βάση, όπως το IFS του ECMWF, ήταν το βασικό συστατικό για τη δημιουργία του συνόλου δεδομένων ERA5 και των αρχικών συνθηκών που απαιτούνται για την εκτέλεση των μοντέλων μηχανικής μάθησης. Δεν γνωρίζουμε πώς θα εξελιχθούν τα πράγματα στο μέλλον, αλλά αυτή τη στιγμή η προσπάθεια των ερευνητών του ECMWF εστιάζεται στη χρησιμοποίηση της μηχανικής μάθησης στην επαλήθευση, την ενίσχυση και τη βελτίωση του φυσικού μοντέλου ως μέρος του οδικού χάρτη.

Η τεχνητή νοημοσύνη άρχισε να μπαίνει στη ζωή μας και όλοι είμαστε επιφυλακτικοί για τις συνέπειες σε πολλούς τομείς. Αναφορικά με το μελλοντικό ρόλο των Μετεωρολόγων - Προγνωστών, η εικόνα δεν είναι ξεκάθαρη. Όμως, αυτή είναι η ώρα να αγκαλιάσουμε την τεχνολογία και να καθορίσουμε ποια είναι η βέλτιστη ισορροπία μεταξύ των φυσικών μοντέλων και των μοντέλων της μηχανικής μάθησης για να συνεχίσουμε να βελτιώνουμε τις προβλέψεις. 

12 σχόλια:

  1. Θεωρηθεί δςδομένο ότι....η τεχνητη νοημοσύνη δεν θα ξεπεράσει ποτέ μα ποτέ τα αριθμητικά μοντέλα.!..σήμερα κιόλας...είναι από τις πιο μεγάλες στιγμές τους...στις 144 ώρες σε άλλο φυσάει βοριάς σε άλλο νοτιάς....και στο τρίτο και καλύτερο...ανθίζουν τα λουλούδια...!!..."θωμάς¨"
    υ.γ. Νομίζω ότι ο Φώτης καλά τα λέει για βροχές στα δυτικά κα μετά εχει ο θεός.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Μην είσαι τόσο σίγουρος. Και γιατί όχι άλλωστε.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  3. Την διάβασα την μελέτη πριν λίγες μέρες και όντως είναι εντυπωσιακό το αποτέλεσμα.
    Εάν όντως βοηθήσει(το μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης) στο μέλλον και προβλέπει με ακρίβεια τον καιρό έως και 10 ημέρες μετά καλώς να έρθει διότι θα βοηθήσει το εκάστοτε κράτος να παίρνει νωρίτερα μέτρα πρόληψης και να υπάρχει μεγαλύτερος χρόνος οργάνωσης σε πιθανά ακραία φαινόμενα.
    Από την άλλη όπως διαβάζω, γίνεται σκληρή δουλειά από το δυναμικό προσωπικό του ECMWF μέσω του EFFIS πάνω στην εξέλιξη του φυσικού αριθμητικού μοντέλου πρόβλεψης και την μεγαλύτερη ακρίβεια σε βάθος ημερών.
    Άλλωστε όπως γράφει και η μελέτη το μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να πέτυχε με ακρίβεια την ακριβή πορεία του τυφώνα LI εννέα ολόκληρες μέρες πριν φτάσει στη Σκωτία, όμως υστερεί(ακόμα) στην πρόβλεψη έντασης των φαινομένων.
    Το μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης, συνδυάζει τη μηχανική μάθηση(όλα τα δεδομένα πάρθηκαν από το ECMWF) με νευρωνικά δίκτυα γραφημάτων (GNN), μια αρχιτεκτονική που μπορεί να επεξεργαστεί χωρικά δομημένα δεδομένα.
    Εν κατακλείδι,μεγάλο βήμα στην πρόγνωση του καιρού η τεχνητή νοημοσύνη, όμως χωρίς την πληθώρα βοήθειας του φυσικού μοντέλου δεν θα γινόταν τίποτα!

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  4. Η τεχνητή νοημοσύνη προφανώς θα έχει πεδίο δόξης λαμπρό στον τομέα των προγνώσεων γιατί στις διαδικασίες της περιέχει την ανάδραση (τι πήγε καλά, τι λάθος) και τη δυνατότητα αυτοβελτίωσης. Όμως, όπως όλες οι μηχανές, βασίζεται σε μαθηματικούς αλγόριθμους, οι οποίοι πάλι βασίζονται σε μαθηματικές θεωρίες που πρέπει να εφευρεθούν από ανθρώπους. Δεν είναι τυχαίο πως η "θεωρία του χάους" και τα προχωρημένα μαθηματικά της ξεκίνησαν από έναν μετεωρολόγο (Edward Lorenz). Πιστεύω πως το μέλλον ανήκει στις μηχανές και στα ρομπότ όσον αφορά τις παραγωγικές διαδικασίες, τους ελέγχους, τις προβλέψεις κλπ αλλά στο ανθρώπινο μυαλό ανήκει η καινοτομία, η θέσπιση νέων κανόνων και αντιλήψεων, η διατύπωση γενικευμένων θεωριών. Το μόνο δυσοίωνο σε όλα τα παραπάνω είναι πως κάθε πρόοδος του ανθρώπινου είδους πρώτα χρησιμοποιήθηκε για πολεμικούς σκοπούς και μετά για τη βελτίωση της ζωής των ανθρώπων...

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  5. Η τεχνητή νοημοσύνη ανοίγει προφανώς τεράστιες δυνατότητες όσον αφορά τις μετεωρολογικές προβλέψεις γιατί έχει την ικανότητα της ανάδρασης (τι πήγε καλά, τι λάθος) και επιπλέον βασίζεται στη ανάλυση τεράστιου αριθμού δεδομένων και στην ικανότητα των σύγχρονων υπολογιστών να εκτελούν απίστευτο αριθμό πράξεων στη μονάδα του χρόνου. Όμως για να δουλέψουν οι μηχανές χρειάζεται το λογικό πλαίσιο το οποίο εντέλει είναι μαθηματικής υφής και ορίζεται από ανθρώπινα μυαλά. Ο καιρός, ένα κατεξοχήν χαοτικό σύστημα, δεν μπορεί να περιγραφεί από απλούς αλγόριθμους. Χρειάζεται τα μαθηματικά του χάους και την ευαίσθητη εξάρτησή τους από τις αρχικές συνθήκες. (Δεν είναι τυχαίο πως η θεωρία του χάους ξεκίνησε από τις εργασίες ενός μετεωρολόγου, του Edward Lorenz). Από την άλλη, ακόμη και για τους υπολογιστές που "εμφορούνται" με ΑΙ θα είναι δύσκολο να προβλέψουν αν ένα καιρικό σύστημα που οδεύει προς τις Άλπεις θα περάσει βόρεια ή νότια απ' αυτές. Ίσως καλύτερα αποτελέσματα να υπάρξουν στις προβλέψεις για τις μακροπρόθεσμες τάσεις του κλίματος, γιατί εκεί αποκτούν μεγαλύτερη βαρύτητα οι νόμοι της θερμοδυναμικής...

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  6. Δεδομένης της φύσεως των καιρικών συστημάτων ,αλλά και των ιδιαιτεροτήτων της χώρας μας (ανάγλυφο ,κυκλοφορία κ.λ.π.) , θεωρώ ότι η απόλυτη ή ,έστω, κατά μεγάλη προσέγγιση , και μάλιστα με χρονικό ορίζοντα δεκαημέρου , κατάκτηση του καιρού , δεν πρόκειται να επιτευχθεί ποτέ. --==========Π.Α.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  7. Καλημέρα σας. εγώ δεν ξέρω από τεχνητές νοημοσύνες και τέτοια πράματα, εγώ ένα έχω να πω:
    ΄Ήγγικεν η ώρα, ώ Έλληνες για το πρώτο χιόνι στη βόρεια χώρα. Ούγκ, μίλησα.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  8. Αγαπητέ Χρήστο...πατριώτη,η όποια ψυχρή εισβολή αρχίζουν να δείχνουν το ΣΚ τα μοντέλα..μάλλον αφορά ΒΔ ρεύμα..και επομένως δεν θα έχουμε σοβαρό υετό,από την άλλη αξιόλογο ψύχος φαίνεται να μένει στο ύψος των βόρειων συνόρων,αρκετό ενδιαφέρον όμως έχουν πιο νωρίς οι βροχές στα νησιά και ειδικά στα Δωδεκάνησα...(η Κρήτη τελικά είναι πολυ δυσκολη να την εκτιμήσεις).Ωραίο στοίχημα είναι εάν μετά το πέρασμα..του ψυχρού μετώπου..το ΣΚ δημιουργηθεί αντικυκλωνική σφήνα στα Βαλκάνια...με αποτέλεσμα χαμηλό στο Ιόνιο,τότε μπορούμε να μιλάμε για χιόνια στα και στα ημιορεινά της δυτικής Μακεδονίας.και δυτικής Θεσσαλίας.-2,8 στο Ανω Βόιο σήμερα και πάχνη σαν χιόνι από ανταποκριτή.,λίιιγο κρύο εδω στο Επταπύργιο. "θωμάς"

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  9. Ο Νοέμβριος πάει να βγει ο θερμότερος όλων των εποχών. Σχεδόν με την ίδια θερμοκρασία με τον Οκτώβριο και πιο θερμός από τον φετινό Μάιο με μέρες θερμοκρασίες που αντιστοιχούν σε τέλη Μαΐου. Ωραιος ήταν ο χειμώνας και ας κράτησε μόλις μια μέρα. Από σήμερα επιστρέφουμε στα 20αρια. Και εκεί που φαίνονταν βροχές, τις πήραν όλες πισω τα μοντέλα. Νοτιάδες, νοτιάδες και πάλι ζέστη και ας μπαίνουμε στον Δεκέμβρη πια. Δεν νομίζω ότι έχει κανείς συνειδητοποιήσει την σοβαρότητα της κατάστασης. Όποιον και να ρωτήσω μεγαλυτερο, τέτοιες ζεστες ΚΑΝΕΙΣ δεν τις θυμαται.
    Ανυπόφορο κλίμα.
    Γιάννης-Χανιά

    ΑπάντησηΔιαγραφή
    Απαντήσεις
    1. Kαλά να τα γράφουμε αλλά όλοι έχουν ευθύνη για αυτήν την κατάσταση. Ας αναλάβει ο καθένας το μερίδιο του. Ολοι από ένα αυτοκίνητο, όλοι τρώνε άπειρο κρέας, όλοι θέλουν 20 μπλουζάκια τον χρόνο με 10 ευρώ και 1002 λόγοι για την κατάσταση που έχουμε φτάσει εδώ. Μακάρι να ευαισθητοποιηθούν όσοι περισσότεροι γίνεται.

      Διαγραφή
    2. Μόνο την Κρήτη επηρεάζει προς το παρον αυτή η ανωμαλία του καιρού, διότι κατά τα αλλά βρέχει παντου! Και στο Ντουμπάϊ και στη Σαουδικη αραβια σχεδόν κάθε μέρα, και στην Κύπρο και στο Ισραηλ και στην Ισπανία και στη Λιβυη. ΠΑΝΤΟΥ εκτός από την Κρήτη. Καταραμένος τόπος.
      Γιάννης-Χανιά

      Διαγραφή
  10. Αναπόφευκτη η πρόοδος της επιστήμης και η σταδιακή άνοδος της τεχνητής νοημοσύνης !
    Παράλληλα θα χάσει πολύς κόσμος τη δουλειά του σε πολλά επαγγέλματα !

    ΑπάντησηΔιαγραφή