והרי התחזית: כך משנה בינה מלאכותית את עולם המטאורולוגיה

בפברואר האחרון, המרכז האירופי לתחזיות מזג אוויר לטווח בינוני (ECMWF) השיק בשקט את מערכת תחזית מזג האוויר הראשונה בעולם המופעלת באופן מלא על ידי בינה מלאכותית. המרכז, הממוקם בגרמניה, מתמחה בתחזיות גלובליות לטווח של עד מספר שבועות.

התחזיות החדשות קלות, מהירות וזולות יותר בהפקתן, תוך שימוש בפי 1,000 פחות אנרגיה חישובית (כוח עיבוד נתונים וצריכת חשמל הדרושים להפעלת מחשבי-העל). ברוב המקרים, תחזיות הבינה המלאכותית, המופעלות באמצעות למידת מכונה, גם מדויקות יותר.

"כרגע מודל למידת המכונה מפיק תוצאות טובות יותר", אמר פיטר דובן, מפתח מודלים ב-ECMWF בבון, ל-Yale Environment 360, כתב העת של בית הספר לסביבה באוניברסיטת ייל. לדבריו, עבור חלק מתופעות מזג האוויר, המערכת החדשה טובה ב-20 אחוז מהמודלים המתקדמים ביותר המבוססים על חישובים פיזיקליים.

אנדרו צ'רלטון-פרז, מטאורולוג באוניברסיטת רדינג, צופה שבקרוב יופעלו תחזיות AI נוספות - הן מסוכנויות מזג אוויר לאומיות והן מחברות כמו גוגל. "התחום הזה פשוט מתקדם במהירות מטורפת", הוא אמר לכתב העת.

טכנולוגיה נגישה למדינות מתפתחות

הבינה המלאכותית מחוללת מהפכה במטאורולוגיה - תחזיות שבעבר דרשו צוותים גדולים ומחשבי-על יכולות כעת להיווצר במחשב נייד רגיל. משמעות הדבר: גם מדינות מתפתחות יוכלו להפיק תחזיות מותאמות ללא צורך בהשקעות ענק.

לפי כתב העת, המודלים המסורתיים המופעלים על מחשבי-על מבוססים על חישובים פיזיקליים מורכבים של זרימת נוזלים ותרמודינמיקה. הם משתמשים בכ-200 מיליארד תצפיות מזג אוויר הנאספות מדי יום מלוויינים ומכשירי מדידה על הקרקע. לעומת זאת, מערכות הבינה המלאכותית מוצאות דפוסים בכמויות גדולות של נתונים היסטוריים ולומדות מהם, בדומה לשיטות חיזוי מזג אוויר מהמאה ה-19, אך בעוצמה חישובית עצומה.

למרות שאנשים נוטים ללעוג למהימנות של תחזיות מזג אוויר, הן השתפרו מאוד בעשורים האחרונים. באופן כללי, לפי דובן, הן משתפרות בערך יום לעשור: כלומר, תחזית לשישה ימים כיום מדויקת כמו תחזית לחמישה ימים שהייתה לפני 10 שנים.

אחת השאלות המרכזיות היא האם מערכות AI עדיין יהיו מדויקות כאשר יתמודדו עם אירועי מזג אוויר קיצוניים. באופן כללי, מערכות אלה טובות מאוד כאשר הן פועלות בגבולות נתוני האימון שלהן, אבל כאשר הן נתקלות במשהו שונה לחלוטין, הן עלולות לטעות.

בינתיים, מטאורולוגים עדיין זקוקים לשני סוגי התחזיות: המערכות החדשות תלויות בנתונים המקיפים שמייצרים המודלים המסורתיים. אך מודלים פורצי דרך כמו Aardvark, שפותח באוניברסיטת קיימברידג', כבר מנסים להשתמש בנתוני תצפית בלבד, ללא תלות במודלים ישנים.

חלק מהחוקרים סבורים שניסויים עם בינה מלאכותית עשויים לחשוף היבטים חדשים של פיזיקה שחסרים במודלים קיימים. "לא הכנסנו את ההבנה שלנו בפיזיקה, המערכות למדו בעצמן", אמר סטיבן רמסדייל, אחד המטאורולוגים הראשיים במשרד המטאורולוגי הבריטי. "זה מאפשר להן למצוא קשרים חדשים שלא ראינו קודם, כי הן נאלצו ללמוד משהו מאפס".

הבינה מלאכותית ככל הנראה לא תחליף מודלים פיזיים בעתיד הקרוב. לדברי רמסדייל, היא גם לעולם לא תחליף מומחיות ואחריות אנושית. "אנחנו עדיין צריכים אנשים כדי להפוך את הנתונים לעצה שימושית", אמר.

עד כמה טובות תחזיות מזג האוויר יהיו בסופו של דבר? "אני לא יכול להגיד לך לאן זה הולך", אמר צ'רלטון-פרז, "אבל לעולם לא יהיו לנו תחזיות מזג אוויר מושלמות כי זו מערכת כאוטית".