Сегодня в прогнозах климата и погоды активно применяются нейронные сети. Учёные обнаружили, что искусственный интеллект (ИИ) с трудом справляется, если нужно предвидеть формирование крупных климатических событий. Однако ИИ может с высокой точностью прогнозировать изменения погоды на относительно небольших территориях с краткосрочной заблаговременностью.

Французские учёные разработали три нейросети, которые могут предсказывать штормы, ураганы и другие экстремальные погодные явления за 6 часов до их начала. Научная статья вышла в препринте, кратко рассказывает телеканал «Наука». Алгоритмы обучали с помощью метеорологических карт. Три сети были обучены на наборе данных, содержащем 20 352 изображения высокого разрешения, сделанных с использованием радиолокационной технологии для территории Франции в 2017 – 2018 годах. Эти карты покрывали площадь 1000 х 1000 кв. км.

Учёные оценили производительность всех трёх моделей в серии тестов, сравнив качество прогнозов. Они обнаружили, что хотя все три модели работают хорошо, одна из них оказалась суперточной: лучше всего с задачей справилась модель машинного обучения U-Net. Она умеет сегментировать огромные виртуальные карты, чтобы их потом анализировать и составлять прогнозы, выявляя закономерности в колоссальном массиве данных. Эта система практически со 100% оправдываемостью создавала конфигурацию «пятен непогоды» на карте и предсказывала интенсивность осадков.

Метеорологи могут хорошо предсказывать общие погодные тенденции на следующие 2 – 4 дня. Однако глобальное изменение климата привело к увеличению количества неожиданных и таких экстремальных погодных явлений как грозы, град, наводнения и ураганы. Точное их прогнозирование хотя бы за несколько часов поспособствует принятию соответствующих мер. В частности, вариант архитектуры U-Net в будущем поможет властям и структурам, чтобы те могли вовремя подготовиться к надвигающейся стихии, а также модель окажется востребованной у организаторов разных масштабных мероприятий на открытом воздухе и т.д.