Ученые из Кореи представили новую разработку в области климатического моделирования — нейросетевую модель KIST-Ocean, предназначенную для прогнозирования трехмерного состояния океана. Создание модели связано с возросшей потребностью в более точных и оперативных климатических прогнозах на фоне участившихся экстремальных погодных явлений, таких как аномальная жара в Западной Европе, засухи и тайфуны.
Океан играет основную роль в формировании долгосрочных климатических колебаний, включая феномены Эль-Ниньо и Ла-Нинья, поскольку аккумулирует и перераспределяет значительные объемы тепла и углерода. Однако традиционные численные модели прогнозирования требуют значительных вычислительных ресурсов и времени для решения сложных физических уравнений, что ограничивает их применение в оперативных прогнозах и сценарном анализе.
Разработанная модель KIST-Ocean использует глобальные трехмерные данные об океане, собранные за последние десятилетия. На основе таких параметров, как температура поверхности моря, течения и соленость, алгоритм способен формировать пятидневные прогнозы состояния океана вплоть до глубины 600 метров. По заявлению разработчиков, вычисления занимают несколько секунд на одном графическом процессоре для периода около 200 дней, что существенно сокращает время и затраты по сравнению с классическими подходами.
В ходе проверки точности модели исследователи провели виртуальный эксперимент с моделированием ветрового воздействия. Полученные результаты, включая воспроизведение волновых процессов и вертикальных движений воды (апвеллинга и даунвеллинга), совпали с существующими физическими теориями. Кроме того, при ретроспективном анализе супер-Эль-Ниньо 2015 года модель успешно воспроизвела ключевые этапы развития явления, включая повышение температуры поверхности воды в экваториальной части Тихого океана и изменения в распределении тепла.
Авторы проекта полагают, что KIST-Ocean может стать основой для дальнейшего развития ИИ-моделей системы Земли, охватывающих атмосферу, океан и сушу. Высокая скорость расчетов открывает возможности для многовариантного анализа климатических сценариев и проведения крупномасштабных ансамблевых прогнозов.
Использование искусственного интеллекта позволяет не только повысить эффективность прогнозов, но и корректно отражать физические взаимодействия в системе океан—атмосфера. В институте подчеркивают, что дальнейшее развитие технологии направлено на создание инструмента для упреждающего реагирования на климатические риски, что, по их мнению, будет способствовать общественной безопасности и снижению экономического ущерба в условиях изменения климата.
Читайте также: Миссии «Вояджер» и «Кассини» выявили семь аномалий в Солнечной системе