Почему ИИ не может предсказать силу урагана
Искусственный интеллект за несколько лет произвёл революцию в прогнозировании погоды: глобальные модели на основе ИИ уже соперничают с лучшими физическими системами. Прогресс обеспечили три фактора: огромные массивы метеоданных, развитие алгоритмов и беспрецедентная вычислительная мощность. Однако при переходе от глобального к региональному масштабу точность ИИ резко падает, и это критично для прогноза силы ураганов. Эту информацию сообщает сайт Phys.org.
В последние годы ураганы нередко усиливаются стремительно. Ураган Поло у тихоокеанского побережья Мексики превратился из тропического шторма в ураган 5-й категории за 24 часа, достигнув ветра 290 километров в час. Когда быстрое усиление застаёт синоптиков врасплох, как с ураганом Майкл в 2018 году, у жителей остаётся слишком мало времени на эвакуацию.
Проблема в данных. Для обучения моделей используют наблюдения и симуляции. Наблюдения с метеостанций, радаров и спутников ограничены прибрежными зонами и не дают полной трёхмерной картины урагана над океаном. Симуляции точнее, но содержат приближения и неопределённости. Полного трёхмерного набора данных для обучения ИИ пока не существует.
Вторая проблема — хаос. Даже идеальные измерения не гарантируют точный прогноз: малые различия в начальном состоянии урагана быстро разрастаются. Исследования показывают, что ураганы содержат элемент хаоса, который ограничивает точность ИИ на длинных горизонтах. Тёплая океанская вода усиливает ураган, но и увеличивает флуктуации его интенсивности.
Учёные предполагают существование хаотического аттрактора — набора состояний, в которых ураган развивается непредсказуемо. Это создаёт дилемму: модель, обученная минимизировать ошибку, сглаживает флуктуации, но теряет хаотическую природу. Точность прогнозов ухудшается уже через несколько дней.
Для улучшения прогнозов нужно не только больше данных и мощностей, но и понимание того, как возникает хаос. Следующее поколение систем должно предсказывать диапазон возможных интенсивностей с вероятностями, а не единственное значение.
