Modely byly představeny 29. října na konferenci uživatelů meteorologických satelitů Fengyun ve městě Čchang-ša. Podle čínské meteorologické správy kombinují satelitní pozorování s algoritmy umělé inteligence. Výsledkem má být rychlejší převod surových obrazových dat do informací, které mohou meteorologové využít při sledování nebezpečného počasí.
Shrnutí v bodech
- Model pro tajfuny zpracovává více než 20 satelitních produktů a vytváří analýzu za 27 sekund.
- Systém sleduje 7 typů znaků tajfunu včetně jeho polohy, struktury a intenzity.
- Model silných konvekčních bouří využívá 2 hodiny nepřetržitých pozorování ze satelitů Fengyun-4.
- Čína poskytuje data ze své satelitní sítě přibližně 2 700 uživatelům ve více než 100 zemích a regionech.
Analýza tajfunu za několik sekund
První z nových nástrojů je určený pro sledování tajfunů. Zpracovává více než 20 aktuálních satelitních produktů a hodnotí polohu, strukturu, intenzitu i vývoj bouře. Systém podle čínské meteorologické správy rozpoznává 7 typů znaků spojených s tajfuny a následně vytváří také textový popis situace.
Výpočet se opakuje každých 15 minut. Samotná analýza má trvat 27 sekund. Takové tempo je důležité hlavně u tropických cyklon, jejichž struktura se může během několika hodin měnit. Satelitní snímek sám o sobě ukazuje rozložení oblačnosti, ale meteorolog potřebuje z obrazu určit také střed systému, uspořádání oblačných pásů nebo změny v jeho síle.
Umělá inteligence zde plní úlohu pomocníka při zpracování velkého množství podobných pozorování. Neměří vítr v celé oblasti přímo a sama neodstraňuje nejistotu v předpovědi dráhy tajfunu. Může však urychlit první vyhodnocení a sjednotit způsob, jakým se satelitní data popisují.
Čtyřhodinový výhled pro silné bouře
Druhý model se zaměřuje na silnou konvekci, tedy na rychle se vyvíjející bouřkové systémy. Využívá 2 hodiny nepřetržitých pozorování ze satelitů Fengyun-4 a sleduje, jak se oblačnost mění v čase.
Podle popisu čínské meteorologické správy systém rozděluje vývoj oblačnosti na dvě části. Jedna zachycuje pohyb rozsáhlejších oblačných útvarů, druhá vznik a zánik menších buněk. Takové rozlišení má pomoci odhadnout, zda se bouřková oblast bude dále organizovat, nebo naopak slábnout.
Model má prodloužit předstih varování až na 4 hodiny. Tento údaj je třeba chápat jako uváděný dosah systému, nikoli jako záruku stejně dlouhého a přesného varování při každé bouři. Výsledek ovlivňuje kvalita vstupních snímků, rychlost vývoje konvekce i to, zda se nový bouřkový útvar objeví v prostředí, které model dobře zná.
Podobné situace patří k nejobtížnějším úlohám meteorologie. Bouřky mohou rychle vznikat, slučovat se a zanikat. Model proto musí pracovat s časovou řadou snímků, nikoli pouze s jediným obrazem. Zpracování satelitních dat může doplnit radarová měření a klasické předpovědní modely, které popisují atmosféru pomocí fyzikálních rovnic.
AI nenahrazuje klasickou předpověď
Vývoj nových nástrojů zapadá do širšího trendu meteorologie. Umělá inteligence se používá pro rychlé vyhodnocení pozorování i pro tvorbu předpovědí. U satelitních systémů má však zvláštní význam samotná rychlost. Data přicházejí opakovaně a meteorologové z nich potřebují co nejdříve zjistit, zda se nebezpečný systém zesiluje nebo mění směr.
Čínský odborník citovaný v Global Times uvedl, že nejlepší výsledky má přinést spojení umělé inteligence s tradičními numerickými modely. To je podstatné omezení celého přístupu. AI může rychle rozpoznat vzorec v datech, ale předpověď dráhy a intenzity tajfunu vyžaduje také popis širšího proudění, teploty oceánu a dalších podmínek.
Praktický význam bude záviset také na ověření mimo situace, na kterých se model učil. Systém musí fungovat při různých typech oblačnosti, v odlišných částech světa a při různě rychlém vývoji bouří. Samotné zveřejnění modelu proto ještě neříká, o kolik přesnější budou výsledná varování v běžném provozu.
Data pro uživatele po celém světě
Na konferenci byly zveřejněny také datové produkty ze satelitů Fengyun-3H a Fengyun-4C. Čína uvádí, že mají rozšířit možnosti sledování skleníkových plynů, numerických předpovědí, ekosystémů i kosmického počasí. Využití se počítá také pro prevenci katastrof, letectví a bezpečnost kosmických operací.
Čínské meteorologické úřady podle uvedených údajů poskytují satelitní data přibližně 2 700 uživatelům ve více než 100 zemích a regionech. To může být důležité pro státy, které nemají vlastní rozsáhlou síť družic nebo výpočetní kapacitu. Přístup k datům však sám o sobě nestačí. Pro účinné varování jsou nutné také místní radary, pozemní měření, vyškolení meteorologové a systém, který varování dostane k ohroženým lidem.
Fengyun se vyvíjí více než 50 let a čínská strana jeho družice označuje za součást kosmické infrastruktury. Nové modely tak rozšiřují způsob využití existujících pozorování. Jejich konkrétní přínos pro přesnost předpovědí bude možné posoudit až podle dlouhodobých provozních výsledků, které zveřejněný materiál zatím neuvádí.
