Trwają prace nad systemem wczesnego ostrzegania przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi

Autor: PAP -Nauka w Polsce 11 lutego 2020 14:19

Trwają prace nad systemem wczesnego ostrzegania przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi System umiał z 85-proc. dokładnością przewidzieć ekstremalne zjawiska nawet pięć dni wcześniej/ fot. shutterstock

System oparty na uczeniu maszynowym, który z dużą dokładnością i nawet pięciodniowym wyprzedzeniem przewiduje ekstremalne zjawiska pogodowe, w tym fale upałów, opracowali naukowcy z amerykańskiego Rice University.

Pedram Hassanzadeh współautor badania, które zostało opisane w magazynie „Journal of Advances in Modeling Earth Systems”, twierdzi, że może to być skuteczny system wczesnego ostrzegania przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, a także narzędzie, które pozwoli lepiej je poznać.

Co ciekawe, neuronowa sieć kapsułowa (ang. capsule neural network) wykorzystuje analogową metodę przepowiadania pogody, którą w latach 50. ubiegłego wieku wyparło wykorzystywanie komputerów. W czasie szkolenia system analizuje setki par map. Każda z nich pokazuje temperaturę powierzchni i ciśnienie powietrza na wysokości pięciu kilometrów - pomiędzy zapisami na każdej parze map jest kilka dni różnicy. Szkolenie obejmuje też scenariusze prowadzące do ekstremalnych zjawisk pogodowych.

Wyuczony system potrafił analizować mapy, których wcześniej mu nie prezentowano i umiał z 85-proc. dokładnością przewidzieć ekstremalne zjawiska nawet pięć dni wcześniej.

Dokładność prognoz poprawia się od czasu wprowadzenia w latach 50. ubiegłego wieku komputerowych prognoz numerycznych, ale nawet one nie zawsze są w stanie wskazać niebezpieczne zjawiska, jak fala upałów we Francji w 2003 r. czy siedem lat później w Rosji.

Jak tłumaczy Hassanzadeh, może to wynikać nie z faktu, że komputery nie są dostatecznie szybkie, ale z niepełnego rozumienia fizyki zjawisk. „Postanowiliśmy wyuczyć nasz model, pokazując mu wiele rozkładów ciśnienia na wysokości pięciu kilometrów nad ziemią i informując go: ten przypadek nie powoduje ekstremalnych zjawisk. A ten spowodował fale upałów nad Kalifornią. Ten nie powoduje niczego. Ten wywołał ochłodzenie na Północnym Wschodzie” – wyjaśnił.

Jedną z zalet uczenia maszynowego (ang. deep learning) jest to, że sieciom neuronowym nie trzeba mówić, czego mają szukać. „Nieważne, że nie rozumiemy do końca zwiastunów, bo sieci same uczą się znajdywać powiązania. Uczą się, które wzorce są kluczowe dla ekstremalnych zjawisk i szukają najlepiej pasującego odpowiednika” – dodał.

W odróżnieniu od splotowych sieci neuronowych, sieci kapsułowe potrafią rozpoznawać powiązania przestrzenne, co ma duże znaczenie przy wzorcach pogodowych. Ponadto nie wymagają aż tak rozbudowanego treningu.

Autorzy rozwiązania zapowiadają, że chcieliby rozszerzyć skuteczność swojego systemu do przepowiadania zjawisk z 10-dniowym wyprzedzeniem. 

Podobał się artykuł? Podziel się!

WIĘCEJ NA TEMAT

LOGISTYKA I OPAKOWANIA

BĄDŹ NA BIEŻĄCO

POLECAMY CZASOPISMA

WYSZUKIWARKI

Drogi Użytkowniku!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych możemy przetwarzać Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. O celach tego przetwarzania zostaniesz odrębnie poinformowany w celu uzyskania na to Twojej zgody. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane dodatkowo jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.