Как искусственный интеллект может улучшить прогнозы штормового нагона, чтобы помочь спасти жизни

Основной причиной ущерба и гибели людей от ураганов является штормовой нагон — повышение уровня океана из-за сильных ветров, низкого давления в центре шторма и волновой накатки у берега. Точные прогнозы нагона критически важны для своевременной эвакуации жителей побережья и подготовки спасательных служб, однако высокодетализированные расчеты могут занимать несколько часов, что сокращает время на принятие решений.

Современные оперативные прогнозы используют гидродинамические модели, основанные на физике водного потока. Они учитывают скорость ветра, траекторию шторма, рельеф дна и побережья. Несмотря на рост вычислительной мощности, создание высокодетализированных сеток для обширных территорий остается ресурсоемким, а использование моделей низкого разрешения снижает точность прогноза. Искусственный интеллект (ИИ) способен ускорить этот процесс.

ИИ, в частности модели на основе глубоких нейронных сетей, может быстро и точно прогнозировать уровень воды у побережья, используя данные о ветровом поле, иногда превосходя по точности традиционные гидродинамические модели. Кроме того, ИИ позволяет создавать прогнозы для районов с малым количеством исторических данных, используя для обучения синтетические данные, сгенерированные физическими моделями для возможных, но еще не происходивших сценариев. Обученный на таких данных ИИ способен оперативно генерировать карты риска затопления с детализацией до уровня улиц.

В настоящее время ИИ уже ограниченно используется в оперативных прогнозах, дополняя физические модели. Исследования также направлены на применение ИИ для оценки ущерба после ураганов и анализа изображений для определения интенсивности затопления, что помогает валидировать модели. По мере развития технологий и увеличения объемов данных ИИ обладает потенциалом для предоставления более быстрых и детальных предупреждений о рисках для прибрежных сообществ.