В ТГУ создали метод точного прогноза погоды с помощью нейросетей

Специалисты Томского госуниверситета разработали новый метод реконструкции параметров облаков верхнего яруса, объединив атмосферную оптику и машинное обучение. Технология позволит повысить точность прогнозов погоды, своевременно предупреждать об опасных циклонах и эффективнее отслеживать экологическую обстановку. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе ТГУ.

«На сегодняшний день ученым всего мира не хватает точных данных о том, как облака верхнего яруса влияют на климат и глобальное потепление в условиях загрязнения воздуха. Чтобы решить эту проблему, сотрудники Лаборатории анализа данных физики высоких энергий ТГУ объединили атмосферную оптику и машинное обучение», — отметили в вузе.

Созданный метод базируется на комплексном использовании данных наземного лидарного, спутникового, аэрологического зондирования атмосферы и инструментов машинного обучения. Подобные алгоритмы ранее применялись для поиска редких событий при столкновении элементарных частиц на ускорителях. В исследованиях атмосферы они помогают ученым выявлять скрытые физические закономерности.

В процессе работы выяснилось, что обучать нейросети на исходных метеоданных напрямую неэффективно из-за динамичности атмосферы. Для решения этой проблемы сотрудники Лаборатории анализа данных физики высоких энергий ТГУ преобразовали архив глобального климатического реанализа ERA5 за 15 лет (с 2009 по 2023 годы) в компактные цифровые коды. Это позволило искусственному интеллекту точнее учитывать взаимосвязи температуры, влажности, давления и ветра на разных высотах.

Для поиска лучшего программного подхода к сжатию данных и извлечению скрытого контекста атмосферных процессов ученые организовали профильный конкурс по машинному обучению. По словам организатора Максима Пензина, состязание позволило за короткий срок проверить десятки конфигураций глубоких нейросетей. Победителем стал магистрант второго курса Института прикладной математики и компьютерных наук ТГУ, чья модель показала максимальную точность. Студент уже присоединился к научной группе, чтобы доработать проект для его практического применения.

Как писал ранее «Монокль», рекордно высокие температуры верхнего слоя воды зафиксированы в июле вокруг Пиренейского полуострова, а также в западной и восточной частях Средиземного моря. В итоге, Западная Европа нагревается быстрее остальных крупных участков суши. Этим, считают ученые, и объясняются аномальные волны жары, одна за другой терзавшие жителей Старого света этим летом и даже приведшие к смерти, как считается, приблизительно 25 тысяч человек. Кроме этого, аномальная жара нанесла мощные удары по европейской экономике, инфраструктуре и, конечно, энергетической безопасности континента.