以极限算力对抗极端天气

人工智能已经可以生成文本并模仿人类语音，也可能帮助世界为气候变化日益恶化的影响做好准备。

十月下旬，意大利北部突然感觉气候变化变得非常真实。一场严重的风暴给该地区带来了强降雨，导致科莫湖和塞维索河决堤。洪水袭击了包括米兰在内的城镇，这再次鲜明地提醒人们该地区容易受到极端天气的影响。

米兰理工大学的安德里亚·卡斯特莱蒂教授正在研究水和景观的行为。作为自然资源管理专家，他认为，随着全球变暖引发破坏性日益增强且更加频繁的风暴、洪水、热浪和干旱，人工智能(AI)可能会提供急需的答案。

潜在盟友

意大利十月份的洪水是在几个月前该国发生极端干旱之后发生的。包括中东部港口城市沃洛斯在内的希腊地区也面临着类似的二重打击，7月份的高温引发了大规模野火，9月份的反常风暴摧毁了农田、牲畜、房屋、道路、车辆和其他财产。

卡斯特莱蒂说：“我们正面临着气候变化的加速影响。”“我们需要更好地缓解和准备这些事件。人工智能可能会对此有所帮助。

迄今为止，人工智能因其生成文本、个性化服务甚至艺术创作的能力不断提高而成为头条新闻。

但这项技术也可能被用于应对气候变化这一更紧迫的案例，气候变化不仅使极端天气变得更加普遍，而且更难以预测。那么人工智能可以帮助预测吗?它可以预测科莫洪水吗?

今年在阿拉伯联合酋长国迪拜举行的联合国气候变化峰会将讨论极端天气问题。该会议被称为COP28，将于11月30日开始，并将持续到12月12日。

联合国表示，在应对全球变暖的过程中，世界各地的人们需要对极端事件发出充分的警告，以便做好应对准备。这是联合国改善预警系统五年计划的一个关键目标。

这就是人工智能可以发挥作用的地方。

更清晰的预测

卡斯特莱蒂相信人工智能可以成为改善当前气候和天气模型的要素。当今的模型需要大量数据并将其输入数学公式中以进行预测。

他表示，尽管这些模型具有强大的数字处理能力，但它们可能会更加准确。

“他们仍然有弱点，”卡斯特莱蒂说。“人工智能可能会解决这些问题。”

除了在阿姆斯特丹大学环境研究所的工作外，他还与荷兰皇家气象研究所合作，协调一个名为Climateextremes.eu的特别研究小组，该小组还涉及德国波茨坦气候影响研究所。

库穆说：“这是为了了解气候变化在热浪、干旱和极端降雨等事件中的作用。”“我们想知道驱动因素。”

内部外观

但为了利用人工智能，研究人员正在努力解决其巨大的复杂性。

流行的人工智能系统通过将数据放入庞大的“参数”网络来工作，这些“参数”是算法在学习时会改变的值。最新的GPT4于今年早些时候发布，拥有1.76万亿个参数。

为了解释结果，研究人员首先必须弄清楚最重要的参数是什么。

“人工智能非常强大，但解释结果是一个挑战，”库穆说。

他和他的同事正在撬开人工智能系统，试图了解哪些参数(基于他们案例中的天气信息)对结果有关键影响。

饥饿的机器

研究人员面临的另一个障碍源于人工智能对数据的渴望。总而言之，人工智能需要很多东西才能正常工作。

虽然世界上有大量与天气相关的信息，有时可以追溯到几个世纪前，但缺乏有关最近极端气候事件现象的数据。

卡斯特莱蒂说：“根据定义，极端事件是罕见的。”“所以你并不总是有很多观察结果。如果你想使用人工智能方法，这是一个主要障碍。”

CLINT旨在通过一种称为数据增强的方法来解决数字稀缺问题。研究人员使用人工智能系统根据历史信息创建数据。然后，新信息可以输入其他人工智能系统进行预测。

卡斯特莱蒂说：“过去几年，世界各地的人们经常遭遇极端天气。”“与此同时，人工智能正在改变我们的生活。我们需要架起这些世界的桥梁，让人工智能减少这些极端事件的影响。”