ИИ нашел скрытый сигнал, предсказывающий разрушение полярного вихря

Полярный вихрь — вращающаяся масса холодного воздуха вокруг Северного полюса — иногда разрушается из-за внезапного стратосферного потепления (SSW). Это вызывает волны морозного воздуха, проникающие далеко на юг, из-за чего температура в Северной Америке и Европе резко падает. Однако такие события трудно прогнозировать, и предупредить людей заранее почти невозможно. Об этом сообщает издание Phys.org.

Ученые под руководством К. Дэниела Боску применили машинное обучение, чтобы изучить поведение SSW на основе физической симуляции, воспроизводящей ключевую динамику атмосферы. Они обучили модель на модели Холтона-Масса стратосферной изменчивости, которая описывает два метастабильных состояния вихря: слабое и сильное. Переход от сильного к слабому состоянию и вызывает SSW.

Модель, созданная с помощью условного вариационного автоэнкодера, успешно воспроизвела оба состояния. Анализ главных компонент выявил четыре физически интерпретируемых кластера, соответствующих сильному и слабому состояниям, а также переходным путям между ними. Внутри этих кластеров ученые обнаружили четкий сигнал, предсказывающий приближение разрушения вихря.

Это открытие, опубликованное в Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation, показывает, что ИИ можно использовать для прогнозирования будущих SSW в реальном мире. Работа также демонстрирует, что сложные атмосферные процессы поддаются моделированию с помощью искусственного интеллекта.