Российский ИИ сделает сверхточными прогнозы штормов в Арктике

Российские ученые разработали нейросеть, которая помогает точнее прогнозировать внезапные и сильные штормы в Арктике. Система выявляет ошибки глобальных погодных моделей, которые могут сглаживать небольшие вихри и температурные аномалии, сообщает «Известия».

Разработка предназначена для более точного определения опасных погодных явлений, включая полярные циклоны и новоземельскую бору. Эти процессы относятся к числу наиболее рискованных для арктического региона.

По словам разработчиков, в основе программы лежит алгоритм, который снижает влияние ошибок глобальных погодных моделей. Он не позволяет им чрезмерно усреднять данные и терять локальные погодные особенности, способные привести к резкому ухудшению погоды.

Старший научный сотрудник Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН и заведующий лабораторией машинного обучения в науках о Земле МФТИ Михаил Криницкий отметил, что от качества прогнозов в Арктике зависит безопасность судоходства, авиасообщения, добычи ресурсов и других видов деятельности. При этом в регионе недостаточно метеостанций, а глобальные модели часто имеют низкое разрешение или системные ошибки.

Разработанная программа получила название BERTUNet. Ее особенность заключается в том, что она исправляет крупномасштабные неточности прогноза, но при этом сохраняет мелкие вихревые структуры и важные локальные погодные аномалии.

В проекте участвовали специалисты Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН, Московского физико-технического института, Сколковского института науки и технологий, а также Института AIRI.

Нейросеть обучали на нескольких массивах данных. Исследователи использовали архив ERA5 с разрешением 0,25 градуса, более подробную модель Weather Research and Forecasting model с шагом 6 км, а также сведения со спутников и наземных метеостанций на суше и в море. В исследование вошли наблюдения в акватории Карского и Баренцева морей за 4,5 года.

Аспирант Института океанологии РАН и инженер-исследователь Центра искусственного интеллекта Сколтеха Виктор Голиков сообщил, что в отдельных случаях исходная ошибка температуры у поверхности достигала почти 5 градусов. После применения новой нейросети она снизилась до 2,1 градуса. Ошибка в прогнозе скорости ветра уменьшилась примерно на 20%.

По словам ученых, система прежде всего может быть полезна для безопасности на Северном морском пути. Более точный прогноз ветра у поверхности моря нужен для выбора оптимального маршрута судов в сложных ледовых и волновых условиях Арктики.

В «Гисметео» отметили, что Арктика остается сложным регионом для погодного прогнозирования. Геостационарные спутники не охватывают зоны выше 70-й параллели, а полярные орбитальные аппараты дают только фрагментарные данные. Дополнительные трудности создают лед, вода, острова и горный рельеф.

Ведущий метеоролог портала Леонид Старков заявил, что модель можно улучшить за счет расширения набора факторов. Среди них — характеристики морского льда, включая сплоченность, толщину и возраст. Также, по его мнению, важно использовать данные российских полярных спутников «Арктика-М» и «Метеор-М», а также модели океана и ледовой обстановки.

Руководитель группы машинного обучения и качества прогнозов в «Яндекс Погоде» Петр Вытовтов отметил, что методы машинного обучения в прогнозировании погоды активно развиваются. Такие решения могут работать быстрее классических подходов и выявлять сложные связи в данных.

По его словам, дальнейшее развитие разработки может идти по двум направлениям: улучшение работы модели при сильном ветре и добавление возможности корректировать прогнозы осадков.

Рекомендуем также:

1. С квартир могут собрать еще по 2 000 рублей за счетчики: кого ждет новый обязательный платеж ЖКХ
2. Выезжаете на природу и везете все для шашлыков: какая вещь может обернуться штрафом и серьезными проблемами
3. Советский салат «Сирень» снова возвращается на столы: почему рецепт со свеклой может затмить привычную селедку под шубой
4. Ленивый пирог может быть вкуснее сложной выпечки: как за полчаса приготовить сочное блюдо по рецепту Высоцкой
5. Не спешите выбрасывать коробки после покупок: как обычный картон помогает дачникам бороться с сорняками и слизнями