提前18个月预测厄尔尼诺现象 AI精准度高达74%

  自然界存在着很多神奇的现象,我们可以坐看大海的潮起潮落;我们期待见到流星许个愿望;我们被美丽的极光深深的吸引着。然而有些自然现象是毁灭性的,比如这篇文章提到的厄尔尼诺现象。

  可怕的厄尔尼诺现象每2到7年就会爆发一次。随着热带太平洋的暖水向东移动,信风减弱,天气模式在大气中起伏,导致南非出现干旱、南美发生野火、北美太平洋海岸洪水泛滥。气候科学家一直致力于提前一年预测厄尔尼诺事件,但一项最新研究显示AI已经可以将预测时间延长到18个月。

  

 

  加拿大维多利亚州已退休的气候科学家William Hsieh说,这项工作可以帮助受威胁地区的人们更好地为干旱或洪水做准备,例如选择种植哪种作物。Hsieh曾参与早期的厄尔尼诺预报工作,但没有参与目前的研究。他表示,更长期的预测可能会带来“巨大的经济效益”。

  一些厄尔尼诺预测的问题在于,它们对海温等要素的历史统计数据的依赖相对较小。其他一些预测使用气候模型,但很难绘制出长期预测所需的海洋详细图像。

  使用CNN建立了当前最准确的模型

  这项新研究使用了一种名为卷积神经网络(CNN)的AI,它擅长识别图像。例如,经过训练,神经网络可以通过识别猫共有的特征(如胡须和四条腿)来识别照片中的猫。在这种情况下,研究人员使用历史海平面温度和深海温度的全球图像来训练神经网络,以了解它们如何与未来厄尔尼诺事件相对应。

  这样的神经网络需要经过大量图像的训练,才能识别出潜在的模式。该研究的第一作者Yoo-Geun Ham是韩国光州全南国立大学的气候学家,他说,为了解决历史厄尔尼诺事件数据短缺的问题,科学家们利用著名的气候模型,根据历史海洋条件生成了一系列模拟数据。因此,科学家们不仅有一组1871年至1973年的实际历史数据,还得到了数千个模拟结果。

  该研究小组在Nature上发表报告(点此查看)称,在对1984-2017年的真实数据进行测试时,该程序能够提前18个月预测厄尔尼诺事件。Ham表示,“该研究远非完美,它对未来1.5年厄尔尼诺事件预测的准确率仅为74%左右。但这仍然比目前最好的模型要好,目前最好的模型在该时间段的准确率只有56%。”

  

 

  ▲厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)相关系数预测技巧各模型比较

  

 

  ▲厄尔尼诺类型在各模型中预测准确率比较直方图

  AI更具现实意义:可精确定位升温地区,帮助实际预测

  该研究还证明了AI更善于精确定位太平洋最容易升温的部分。这具有现实意义,因为当厄尔尼诺集中在东太平洋时,离南美洲更近,会导致北太平洋水温升高,美洲的降雨也更容易引发洪水,而厄尔尼诺集中在西部时则会带来不一样的影响。

  Hsieh表示,利用气候模型生产额外的训练数据,是规避其他方法缺点的一种明智方法。他表示,这是一个足够大的进步,应该用于实际预测。

  但目前尚不清楚将预报推后一年还能为现实世界带来多少好处,纽约哥伦比亚大学国际气候与社会研究所气候科学家,厄尔尼诺现象建模专家Stephen Zebiak警示道。他表示:“可采取行动的提前期可能不到一年。”因为决策者不太可能提前采取进一步行动。

  研究人员已经开始发布2021年的预测,并预测可能发生的拉尼娜事件(厄尔尼诺现象相对凉爽)会带来更严重的季风和干旱。但主要的政府预测机构尚未考虑该组织的预测。Ham说,他和他的同事正在调整模型,以进一步延长预测。与此同时,他的团队正在努力提高对另一种海洋模式——印度洋偶极事件的预测。这一海洋温度的波动会影响亚洲和澳大利亚的降雨和热带气旋。

用户喜欢...

耐克宣布收购预测消费者需求的AI初创公司Celect

8月8日消息,据国外媒体报道,耐克公司(Nike)宣布,已经收购位于波士顿的AI(人工智能)初创公司Celect,以帮助提升其预测分析消费者需求的能力。 Celect源自麻省理工学院,其两位联合创始人都...


看天吃饭!日本用天气预测有效减少食物浪费

日本经济产业省在2016年4月25日公布了这项与气象协会合作的成果,该计划自2014年开始在关东地区试点实施,利用天气...


“人工智能法官” 神预测 与法院8成判决一致

人工智能(AI)可说是近来最火热的科技领域之一,各方面的发展正呈现飞跃性突破。现又有科学家研究发现,人工智...


可预测心脏病患死亡时间 人工智能新突破

英国科学家在《影像诊断学》杂志上发表文章指出,人工智能可以预测心脏病患何时死亡,此项技术能让医生发现需...


麻省理工学院用深度学习教会计算机预测未来

麻省理工学院用深度学习教会计算机预测未来...


利用机器学习预测房产价格

虽然国内房地产市场发展迅猛,但地球另一端的美国房地产市场增长也十分惊人,据称,全美房地产市场规模高达...


互联网人口红利结束 百度提前布局人工智能

互联网人口红利结束 百度提前布局人工智能_全球热门财经报道_www.gold678.com...


机器学习实现大突破 100%准确预测白血病缓解

机器学习实现大突破 100%准确预测白血病缓解...


深度学习预测人群流向:他的这项技术能捕捉朝阳群众们要去哪儿

通过预测人流动向,也许踩踏事故再也不会发生了。作者|龟途慢慢我们该如何丈量我们所生活的城市?经济学家有...


2021年中国人工智能行业深度调研及投资前景预测报告

中国人工智能行业深度调研及投资前景预测报告,首先介绍了人工智能的定义及分类,接着分析了国际人工智能产业...


Science特刊:人工智能如何帮助我们预见未来丨下篇

从医学到分配城市火警、卫生监察点等应用领域,机器学习预测方法硕果累累。不过,在预测和决策之间仍然存在不...


重磅!马云、任正非等10位科技大佬2017年趋势预测

本文要点:①任正非大胆预言:人工智能、VR正让人类巨变,会有很多机会;②马化腾:开放生态正从“大树”变“森...


【AI复始,万象更新】2017年机器学习技术市场预测Top10

【AI复始,万象更新】2017年机器学习技术市场预测Top10...


重磅|Edge2017年度人工智能话题预测:从算法、迁移学习到自产生程序

重磅|Edge2017年度人工智能话题预测:从算法、迁移学习到自产生程序...


深度|YannLeCun最新演讲再谈预测学习:记忆网络和对抗训练是很有前景的方向

深度|YannLeCun最新演讲再谈预测学习:记忆网络和对抗训练是很有前景的方向...


2017人工智能发展趋势预测

人工智能技术已经在短时间内实现突破,我们现在开始意识到,积极拥抱人工智能技术的确可以带来很多好处,没有必要过于担忧。我已经开始展望明年,到那时,便可回顾今年的预测,看看究...