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AIはスーパーコンピューターを必要とせずに数秒で天気を予測できます

国際宇宙ステーションから見られたインドネシアの雷雨NASA EARTH OBSERVATORATORATORATORY / INTERNATIONAL SPACE STATION（ISS） デスクトップで1秒間実行されるAI気象プログラムは、強力なスーパーコンピューターで数時間または数日かかる従来の予測の精度と一致させることができると、その作成者は主張しています。 天気予報は、1950年代以来、衛星、風船、気象観測所を使用して作られた観測から外挿する物理ベースのモデルに依存しています。しかし、数値気象予測（NWP）として知られるこれらの計算は非常に集中的であり、広大で高価でエネルギーに飢えたスーパーコンピューターに依存しています。 近年、研究者はAIを適用してこのプロセスを合理化しようとしました。 Google Scientistsは昨年、気象モデルの各セルの複雑なコードの小さな塊を置き換えることができるAIツールを作成し、コンピューターの電力を劇的に削減しました。 DeepMindは後にこれをさらに進め、AIを使用して予測全体を置き換えました。このアプローチは、先月、人工知能予測システムと呼ばれるツールを起動した中距離気象予測センター（ECMWF）によって採用されています。 しかし、気象予測におけるAIの役割のこの段階的な拡大は、すべての伝統的な数字を計算することに置き換えられています。これは、ケンブリッジ大学と彼の同僚のリチャードターナーによって作成された新しいモデルであり、変化を目指しています。 ターナーは、以前の作業は予測に限定され、初期化と呼ばれるステップに合格したと言います。そこでは、世界中の衛星、風船、気象観測所からのデータが照合され、洗浄され、操作され、予測が開始できる組織化されたグリッドに統合されています。 「それは実際には計算リソースの半分です」とターナーは言います。 研究者は、Aardvark Weatherというモデルを作成しました。これは、予測段階と初期化段階の両方を初めて置き換えました。既存のシステムが行う入力データのわずか10％を使用していますが、最新のNWP予測に匹敵する結果を達成できます。ターナーと彼の同僚は、その方法を評価する研究で報告しています。 NWP予測の強力なスーパーコンピューターで数時間または数日かかる完全な予測を生成することは、Aardvarkを使用して単一のデスクトップコンピューターで約1秒で実行できます。 ただし、Aardvarkは、1.5度の正方形のセルを持つ地球表面のグリッドモデルを使用していますが、ECMWFのERA5モデルは0.3度の細胞を持つグリッドを使用しています。これは、Aardvarkのモデルが粗すぎて複雑で予期しない天候パターンを拾うにはあまりにも粗すぎることを意味します、と英国のマンチェスター大学のDavid Schultz氏は言います。 「予測を爆破する可能性のある未解決のことがたくさんあります」とシュルツは言います。 「彼らは極端をまったく表していません。彼らはこの規模でそれを解決することはできません。」 ターナーは、Aardvarkが実際にいくつかの既存のモデルを打ち負かすことができると主張します。しかし、彼は、彼のようなAIモデルも、これらの物理ベースのモデルに完全に依存していることを認めています。 「トレーニングデータを奪い、観測データを使用してトレーニングするだけでは、絶対に機能しません」と彼は言います。 「私たちはそれをしようとし、モデルのない物理学を完全にやろうとしましたが、それはうまくいきませんでした。」 彼は、天気予報の未来は、より正確な物理学ベースのモデルに取り組んでいる科学者である可能性があると考えています。これは、出力をより速く、より少ないハードウェアで複製するAIモデルをトレーニングするために使用されます。一部の人は、AIの見通しについてさらに楽観的です。 オックスフォード大学のNikita Gourianovは、やがてAIが実際にNWPを上回る天気予報を作成できると考えています。これらは、観察および歴史的な気象データのみで訓練され、NWPとは完全に独立した正確な予測を生み出します、と彼は言います。 「それは規模の問題ですが、賢さの問題でもあります。データをどのように供給するか、そしてニューラルネットワークの構造をどのように構築するかについて賢くなければなりません。」 トピック： #AIはスーパーコンピューターを必要とせずに数秒で天気を予測できます