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下次強颱或超大豪雨來襲前,AI 能提前預測嗎?
今年侵襲台灣的颱風,比往年數量更多、強度增加。氣候變遷使風暴更強、降雨極端,讓人不禁感嘆若能事先掌握,就能儘早做好準備。到底 AI 有沒有辦法提前預測?
氣候變遷的負面影響顯而易見,美國2022年國家氣候評估報告(The US National Climate Assessment)指出,2015~2022年七年美國因野火、風暴、洪水、龍捲風和熱帶氣旋等天氣災損,就超過1兆美元。
想像一下,有一天,我們是否能夠以相當高的準確度,以及極短的時間內預測惡劣天氣發生。美國賓州州立大學(The Pennsylvania State University)的研究人員與氣象學家合作,將想像變成了現實。
研究人員利用五萬多張氣象衛星圖片,利用AI來辨別出帶有「逗號」形狀的雲層,搜集暴風雨即將來臨的跡象,包括冰雹、暴風雪等惡劣天氣。接著使用視覺和機器學習的技術進行訓練,能夠在一分鐘內以近100%的準確度自動檢測這些「逗號」形狀的雲如何形成。如今該軟體已成功預測64%的惡劣天氣事件,超過了現有的預測系統。
無獨有偶,氣候風險公司ClimateAi也利用機器學習的技術,將天氣預報縮小到局部的特定範圍。不但顯著降低預測成本,也提高預測準確度。尤其對於資源有限的國家,相當有幫助,得以即時因應變幻莫測的天氣,以及災害預防工作。
知名期刊《自然》(Nature)論文結果,AI天氣預報迅速發展。華為開發的盤古氣象(Pangu-Weather)AI模型,可提前一週預測全球的溫度、風速等天氣變化。與傳統預測模型相較,盤古氣象能夠以快萬倍的速度呈現更準確的預測結果,並能掌握熱帶氣旋(tropical cyclone)路徑。
AI 氣象預測的四大突破點
需要更多全面性的研究:針對地球暖化與氣候變遷等現象,應進行更全面的研究,而非像現在只專注於常態性天氣預報。若能匯集更多極端氣候數據資料,將有助於AI更加精確並模擬可能情景。
與傳統演算模型互補:AI和傳統數據模型可能具有不同優勢,但目前仍無法互相取代。尤其歷史數據中缺乏對演算極端氣候的所需數據資料,AI學習與演算仍有相當挑戰。
與人類資訊互補:雖然AI正在迅速發展,但人類專家的專業知識在解釋和傳達複雜的天氣資訊,仍然具有重要價值。氣象學家將AI生成的數據,轉化為民眾可理解的資訊,加以傳遞與表達,實在功不可沒。
必須持續學習:AI模型設計必須適應不斷變化的氣候條件,並從變幻莫測的氣象數據中演算學習。AI能否持續更新和改進,對於預測的結果能否跟上氣候變遷的步伐至關重要。
現今全球各地都遭逢極端氣候的侵襲,AI在氣象領域的發展,更攸關我們能否迅速準確地掌握氣候的變化。唯有持續研究、保持創新,氣象學家、AI專家、各國政策制定與執行者通力合作,才能善加應對極端氣候帶給人類的嚴酷挑戰。
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AI似乎已跨足各個領域,從金融、半導體製造、醫學、翻譯、法律…現在連氣象預報都可以做了!其實,我們無時無刻都在產生新數據,而AI最拿手的,就是數據分析比對,再依據不同的模型,預測數據的模式!
很期待AI能大幅提升人類的生活水準,提供更多的便利,趨吉避凶! |
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