|
Связь между аномальной жарой и глобальным потеплением
|
|
|
|
Исследователи из Стэнфорда и Университета штата Колорадо разработали быстрый и недорогой подход к изучению влияния глобального потепления на отдельные экстремальные погодные явления. Их метод, подробно описанный 21 августа в журнале Science Advances, использует машинное обучение, чтобы определить, насколько глобальное потепление повлияло на аномальную жару в США и других странах в последние годы.
|
|
|
|
Этот подход доказал свою высокую точность и может изменить подходы ученых к изучению и прогнозированию воздействия изменения климата на ряд экстремальных погодных явлений. Результаты также могут помочь в разработке стратегий адаптации к изменению климата и имеют отношение к судебным искам о взыскании компенсации за ущерб, причиненный изменением климата.
|
|
|
|
"Мы видели, какое воздействие экстремальные погодные явления могут оказывать на здоровье человека, инфраструктуру и экосистемы", - сказал ведущий автор исследования Джаред Трок, аспирант по изучению систем Земли в Стэнфордской школе устойчивого развития Doerr. - Чтобы разработать эффективные решения, нам необходимо лучше понять, в какой степени глобальное потепление приводит к изменениям в этих экстремальных явлениях".
|
|
|
|
Трок и его соавторы обучили ИИ-модели прогнозировать дневные максимальные температуры на основе региональных погодных условий и глобальной средней температуры. Для обучения ИИ-моделей они использовали данные из большой базы данных по моделированию климата, охватывающей период с 1850 по 2100 год.
|
|
|
Но как только модели искусственного интеллекта были обучены и проверены, исследователи использовали фактические погодные условия из конкретных периодов сильной жары в реальном мире, чтобы предсказать, насколько сильными были бы эти периоды, если бы наблюдались точно такие же погодные условия, но при разных уровнях глобального потепления.
|
|
|
|
Затем они сравнили эти прогнозы на разных уровнях глобального потепления, чтобы оценить, как изменение климата повлияло на частоту и серьезность исторических погодных явлений.
|
|
Тематические исследования и не только.
|
|
|
|
Исследователи впервые применили свой метод искусственного интеллекта для анализа аномальной жары в Техасе в 2023 году, которая привела к рекордному числу смертей от жары в штате в том году. Команда обнаружила, что глобальное потепление сделало историческую волну жары на 1,18-1,42 градуса по Цельсию (2,12-2,56 градуса по Фаренгейту) жарче, чем она была бы без изменения климата.
|
|
|
|
Исследователи также обнаружили, что их новая методика точно предсказала величину рекордных тепловых волн в других частях света и что полученные результаты согласуются с ранее опубликованными исследованиями этих событий.
|
|
|
|
Основываясь на этом, исследователи использовали искусственный интеллект, чтобы предсказать, насколько сильными могут стать волны жары, если те же погодные условия, которые вызвали предыдущие рекордные волны жары, вместо этого возникнут при более высоких уровнях глобального потепления.
|
|
|
|
Они обнаружили, что события, сравнимые с самыми сильными температурными волнами в Европе, России и Индии за последние 45 лет, могут повторяться несколько раз в десятилетие, если глобальные температуры достигнут на 2,0 ° C выше доиндустриального уровня. В настоящее время глобальное потепление приближается к 1,3° C выше доиндустриального уровня.
|
|
|
|
"Машинное обучение создает новый мощный мост между реальными метеорологическими условиями, которые вызывают конкретные экстремальные погодные явления, и климатическими моделями, которые позволяют нам проводить более обобщенные виртуальные эксперименты с земной системой", - сказал старший автор исследования Ной Диффенбо, профессор Фонда Кара Джея и профессор наук о земной системе в Стэнфордском университете. Школа устойчивого развития Doerr.
|
|
|
|
"Искусственный интеллект не решил всех научных задач, но этот новый метод - действительно захватывающее достижение, которое, я думаю, будет использовано во множестве различных применений".
|
|
|
|
Новый метод искусственного интеллекта устраняет некоторые ограничения существующих подходов, в том числе ранее разработанных в Стэнфорде, за счет использования фактических исторических погодных данных при прогнозировании влияния глобального потепления на экстремальные явления. Он не требует дорогостоящего моделирования новой климатической модели, поскольку ИИ можно обучить с помощью существующих моделей.
|
|
|
|
В совокупности эти инновации позволят проводить точный и недорогой анализ экстремальных явлений в большем количестве регионов мира, что имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий адаптации к изменению климата. Это также открывает новые возможности для быстрого анализа влияния глобального потепления на экстремальные погодные условия в режиме реального времени.
|
|
|
|
Команда планирует применить свой метод к более широкому спектру экстремальных погодных явлений и усовершенствовать сети искусственного интеллекта для улучшения своих прогнозов, в том числе используя новые подходы для количественной оценки всего спектра неопределенности в прогнозах искусственного интеллекта.
|
|
|
|
"Мы показали, что машинное обучение - это мощный и эффективный новый инструмент для изучения влияния глобального потепления на исторические погодные явления", - сказал Трок.
|
|
|
|
"Мы надеемся, что это исследование поможет продвигать будущие исследования по использованию искусственного интеллекта для улучшения нашего понимания того, как антропогенные выбросы влияют на экстремальные погодные условия, помогая нам лучше подготовиться к будущим экстремальным явлениям".
|
|
|
|
Источник
|
