Новая платформа упрощает использование искусственного интеллекта в исследованиях погоды

Национальный центр атмосферных исследований США (NSF NCAR) представил новую платформу, призванную сделать модели прогноза погоды на основе искусственного интеллекта (ИИ) более доступными для научного сообщества. Платформа под названием Community Research Earth Digital Intelligence Twin (CREDIT) включает библиотеку моделей ИИ, наборы данных для их обучения и доступ к высокопроизводительным вычислениям. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.

Цель платформы — преодолеть ключевые ограничения как традиционных, так и новых ИИ-моделей прогнозирования. Традиционные физические модели, решающие уравнения, требуют огромных вычислительных ресурсов для повышения детализации и создания ансамблей прогнозов, а также плохо справляются с явлениями, которые сложно описать математически. Модели ИИ, ищущие закономерности в данных, потенциально решают эти проблемы, но их сложно адаптировать, они подвержены росту ошибок и зависят от качества обучающих данных. CREDIT позволяет исследователям, не будучи экспертами в ИИ, обучать модели на различных данных и архитектурах, фокусируясь на научных задачах.

«Наша цель — предоставить платформу, которая позволит нашему исследовательскому сообществу легко обучать модели на определенных наборах данных... Мы хотим снизить барьеры для входа и передать эту потенциально преобразующую технологию в руки гораздо большего числа заинтересованных исследователей», — сказал Дэвид Джон Гань, руководитель работ по машинному обучению в NSF NCAR.

В рамках разработки CREDIT команда создала модель WXFormer, способную выдавать прогнозы с часовым, а не шестичасовым интервалом. Тестирование WXFormer и другой модели FuXi против одной из лучших в мире традиционных моделей High Resolution Integrated Forecast System (HRES-IFS) показало, что ИИ-модели обеспечивают такой же или лучший прогноз на длительные сроки для большинства атмосферных переменных. Например, WXFormer лучше всех предсказал интенсивность урагана «Лаура» за пять дней, хотя и с ошибкой в траектории. Платформа CREDIT — это первый шаг NSF NCAR к созданию сообщества для развития ИИ-моделирования в науках о Земле.