AI maakt weersvoorspellingen in seconden
Nieuw weersvoorspellingsonderzoek met behulp van AI versnelt wereldwijde weersvoorspellingen. De studie, die is gepubliceerd in het Journal of Advances in Modeling Earth Systems, zou kunnen helpen bij het identificeren van potentieel extreem weer 2-6 weken in de toekomst. Nauwkeurige voorspellingen van extreem weer met een langere doorlooptijd geven gemeenschappen en kritieke sectoren zoals volksgezondheid, waterbeheer, energie en landbouw meer tijd om zich voor te bereiden op en mogelijke rampen te beperken. Ook kan dit handig zijn als je bij een legaal online casino in Nederland wilt gokken op het weer, wat je mogelijk kunt doen op de goksites die genoemd worden op http://online-casino-nederland-legaal.nl/.
Klimaatverandering versterkt de intensiteit en frequentie van extreme weersomstandigheden, met 2021 verpletterende storm-, hittegolf-, overstromings- en droogterecords over de hele wereld. Kortetermijn- en seizoensgebonden weersvoorspellingen kunnen een grote rol spelen bij het verminderen van de sociaaleconomische en menselijke kosten van extreem weer. In 2019 waarschuwden meteorologen lokale en nationale leiders in de Filippijnen voor een hevige regenbui die ongeveer 3 weken uit zou komen. De voorspelling gaf gemeenschappen de tijd om structuren weerbestendig te maken en te evacueren voordat de tyfoon van categorie 4 toesloeg, waardoor levens werden gered en de algehele schade aan de regio werd verminderd.
Huidige weersvoorspellingen zijn afhankelijk van supercomputers die grote hoeveelheden wereldwijde gegevens verwerken, zoals temperatuur, druk, vochtigheid en windsnelheid. Deze systemen vereisen enorme rekenkracht en hebben tijd nodig om te verwerken. Ook neemt volgens de auteurs het vermogen om voorspellingen verder weg nauwkeurig te voorspellen, van enkele weken tot maanden, aanzienlijk af.
Om de huidige weersvoorspelling te verbeteren, wilden de onderzoekers een rekenkundig efficiënt model creëren dat in staat is om het komende weer nauwkeurig te voorspellen, de Deep Learning Weather Prediction (DLWP). Oorspronkelijk geïntroduceerd in een paper gepubliceerd in 2020, vertrouwt de DLWP op een AI-algoritme dat patronen in historische weergegevens leert en herkent op basis van wereldwijde rasters. Het huidige werk verfijnt de DLWP door een diep convolutioneel neuraal netwerk te trainen op twee extra datapunten: temperatuur bij de atmosferische grenslaag en totale kolomwaterdamp. Ze verbeterden ook de rasterresolutie op de evenaar tot ongeveer 1,4°.
Het model draait op een enkel cuDNN-versneld TensorFlow deep learning-framework op een NVIDIA V100 GPU en voert 320 ensemble-voorspellingen voor 6 weken uit in slechts 3 minuten. Het algoritme kan een voorspelling van 1 week verwerken in 1/10e van een seconde. De DLWP is in staat om realistische weersvoorspellingen te produceren zoals orkaan Irma, een storm van categorie 4 die Florida en het Caribisch gebied trof in 2017. Terwijl het snelle DLWP-model overeenkomt met de prestaties van de huidige ultramoderne weersvoorspellers 4 tot 6 weken in de toekomst, heeft het beperkingen voor het voorspellen van neerslag en is het minder nauwkeurig in kortere doorlooptijden van 2-3 weken. Volgens de studie kan de DLWP ook een waardevol hulpmiddel blijken te zijn voor het aanvullen van lente- en zomervoorspellingen in de tropen, een regio die de huidige weermodellen uitdaagt.
Met behulp van AI kunnen weersvoorspellingen dus sneller en efficiënter gemaakt worden, terwijl ze ook nog eens beter zijn. Op GitHub vind je overigens de open source-code van de DLWP!