Fizicienii climatologi se confruntă cu fantomele din mașinile lor: nori
Conform quantamagazine.org, cercetătorii în știința climei, inclusiv Chris Bretherton de la Allen Institute for Artificial Intelligence, se străduiesc să îmbunătățească modelele climatice pentru a integra modul în care norii influențează schimbările climatice. Aceasta este o provocare majoră, deoarece norii sunt principala sursă de incertitudine în previziunile climatice. De peste două decenii, echipele de fizicieni utilizează inteligența artificială pentru a aborda această problemă complexă.
👉 Detalii despre zborul de cercetare și observațiile norilor
În octombrie 2008, Chris Bretherton a decolat de pe coasta Chile-ului de nord la bordul unui avion C-130. În ciuda întunericului, cercetătorul s-a concentrat pe cer, având ca obiectiv imediat colectarea de informații despre gheață, vapori de apă și presiunea atmosferică. Scopul său pe termen lung era de a folosi aceste date pentru a aborda provocările majore în știința climei, mai ales în legătură cu norii.
Până în prezent, anomalii în formarea norilor au continuat să ridice întrebări. Bretherton a observat că, în timpul zborului, un cumul de nori arăta o prismă de culori neobișnuite, ceea ce l-a determinat să concluzioneze că aerul era atât de curat încât vaporii din nori se condensau în picături mai mari decât de obicei, pe un număr mai mic de particule. De atunci, temperatura globală a crescut cu aproximativ o jumătate de grad Celsius, iar norii rămân în continuare cea mai semnificativă sursă de incertitudine în modelele climatice.
👉 Progrese în simulări și utilizarea inteligenței artificiale
Supercomputerele actuale nu sunt suficient de performante pentru a simula norii în detaliu, astfel încât cercetătorii dezvoltă metode de a face simulările climatice, care sunt inițial fără nori, să se comporte ca și cum ar conține norii reali. Bretherton, care lucrează acum cu inteligența artificială, a adoptat tehnici de învățare automată pentru a învăța comportamentul norilor din datele reale.
Tapio Schneider de la California Institute of Technology conduce construcția modelului CLIMA, un model de climă de nouă generație care combină instrumentele fizicii cu tehnici moderne de inteligență artificială. În 2022, Departamentul de Energie a cerut supercomputerului Frontier să ruleze un nou model climatic bazat pe ecuațiile Navier-Stokes, însă cele mai recente simulări nu pot captura efectele complexe ale norilor.
Pe fundalul creșterii rapide a tehnologiilor de inteligență artificială, Schneider și cercetătorii au dezvoltat algoritmi care pot anticipa viitorul prin învățarea directă din datele istorice. Bretherton consideră că aceste modele bazate pe AI ar putea oferi preziceri mai precise despre viitor, fără a depinde complet de ecuațiile fizicii.
Recent, s-a demonstrat că AI poate să facă previziuni climatice cu o precizie similară modelului tradițional bazat pe Navier-Stokes, dar cu un timp de procesare semnificativ mai mic. De exemplu, algoritmul ACE2, creat de Bretherton și echipa sa, poate face previziuni pe termen lung cu eficiență și viteze mai mari decât modelele anterioare.
Pe măsură ce cercetările continuă, cercetătorii recunosc că competiția între diferitele metode de simulare aduce îmbunătățiri semnificative în estimările climatice și că, în cele din urmă, progresul în acest domeniu va depinde de capacitatea noastră de a integra cunoștințele din diverse abordări.
