Jak sztuczna inteligencja uczy się przewidywać niebezpieczne fale upałów w Europie i pomaga ratować życie

Europa co roku staje przed nowym wyzwaniem — fale upałów stają się coraz bardziej niebezpieczne i długotrwałe. Czy można nauczyć się rozpoznawać nadchodzące rekordy temperatur z wyprzedzeniem i zapobiegać katastrofalnym skutkom? Naukowcy twierdzą, że nowoczesna sztuczna inteligencja już potrafi ostrzegać o nadejściu ekstremalnych upałów na kilka tygodni przed ich wystąpieniem. Ta technologia może diametralnie zmienić sposoby ochrony życia, zdrowia i gospodarki krajów europejskich.

Dlaczego fale upałów stają się poważnym problemem

W ostatnich dekadach Europa odnotowuje gwałtowny wzrost liczby ekstremalnych fal upałów. Terminy „fala upałów” i „supergorący dzień” oznaczają okresy, gdy temperatura powietrza znacznie przekracza normę klimatyczną dla danego obszaru. Na przykład letnie anomalie z lat 2003, 2010 i 2022 doprowadziły do dziesiątek tysięcy zgonów, zakłóceń w pracy placówek medycznych, nieurodzaju i kryzysów energetycznych.

Zgodnie z analizą Climate Resilience for All z 2024 roku, w niektórych miastach południowej Europy upały utrzymują się teraz nawet do pięciu miesięcy w roku, a jesienią temperatura nie spada poniżej 32°C. Tworzy to nową rzeczywistość, w której dotychczasowe scenariusze adaptacji okazują się niewystarczające.

Eksperci z międzynarodowej inicjatywy World Weather Attribution wspólnie z Climate Central prognozują, że do 2100 roku liczba wyjątkowo gorących dni może wzrosnąć prawie o dwa miesiące rocznie. Jak przygotować się na taką przyszłość, skoro ekstremalne zjawiska pogodowe występują coraz częściej?

Jak działa system sztucznej inteligencji do prognozowania upałów

Nowoczesne metody prognozowania klimatu coraz częściej wykorzystują uczenie maszynowe — dział sztucznej inteligencji pozwalający odkrywać ukryte zależności w ogromnych zbiorach danych. Nowy algorytm opracowany w Euro-Śródziemnomorskim Centrum Zmian Klimatu (CMCC) został „wytrenowany” na danych rekonstruujących warunki klimatyczne od roku 0 do 1850 naszej ery.

Dlaczego to ważne? Szczegółowe zapisy meteorologiczne pojawiły się stosunkowo niedawno, a do trenowania sieci neuronowych potrzebne są setki lat danych. Symulacje komputerowe pozwoliły stworzyć wirtualną „pogodę” na setki dodatkowych lat, obejmując okresy, w których występowały różne scenariusze klimatyczne.

System analizuje około 2000 zmiennych — od temperatury i wilgotności gleby po stan oceanów i cyrkulację atmosferyczną. Szuka tych kombinacji czynników, które poprzedzają powstawanie fal upałów. To przypomina szukanie igły w stogu siana, gdy spośród milionów możliwych kombinacji trzeba wyodrębnić tylko kilka naprawdę istotnych.

Które zmienne okazały się kluczowe? Według wyników badań opublikowanych w Communications Earth & Environment, decydujące znaczenie mają nie tylko lokalne warunki — poziom przesuszenia gleby czy stopień nagrzania regionu, ale także odległe oceaniczne wzorce. Takie kompleksowe podejście pozwala systemowi przewidywać ekstremalne zdarzenia z dużą dokładnością.

Zalety i ograniczenia podejścia

Co czyni to podejście wyjątkowym w porównaniu z klasycznymi metodami? Tradycyjne prognozy klimatyczne wymagają mocy obliczeniowej superkomputerów i długotrwałych obliczeń. Zespół CMCC twierdzi, że ich system sztucznej inteligencji tworzy dokładne prognozy sezonowe, wykorzystując jedynie niewielką część wcześniejszych zasobów obliczeniowych.

W północnej Europie, gdzie klasyczne modele często się mylą, AI już wykazuje większą dokładność niż tradycyjne metody. Według głównego badacza dr. McAdama, „uczenie maszynowe staje się fundamentem współczesnych badań zmienności klimatycznej i otwiera drogę do interpretowalnych, fizycznie uzasadnionych wyników”.

Jednak system ma też ograniczenia. Do nauki wykorzystuje dane uzyskane w wyniku modelowania klimatycznego, a nie rzeczywistych obserwacji. Ponadto, mimo oszczędności zasobów obliczeniowych, duże centra przetwarzania danych zużywają znaczne ilości energii i wody. W raporcie CMCC na razie brakuje szczegółowej oceny obciążenia ekologicznego takiego podejścia, choć wraz z rozpowszechnianiem się technologii tym aspektom poświęci się więcej uwagi.

Zaletą systemu jest również to, że może być dostępny nie tylko dla dużych instytutów naukowych, ale także dla mniejszych zespołów i organizacji państwowych. To otwiera możliwości rozwoju lokalnych systemów wczesnego ostrzegania.

Co zmieni ta technologia dla Europy i świata

Jak wczesne ostrzeżenia o upałach mogą zmienić przygotowania do ekstremalnych zjawisk klimatycznych? Możliwości nowego systemu AI wykraczają daleko poza ramy akademickich obliczeń.

Wczesne ostrzeżenie pozwala służbom zdrowia przygotować się na napływ pacjentów z przegrzaniem i powikłaniami sercowo-naczyniowymi. Przedsiębiorstwa rolne mogą planować działania chroniące plony, a firmy energetyczne — z wyprzedzeniem regulować obciążenie sieci elektroenergetycznych, aby uniknąć awarii w szczycie upałów.

W 2023 roku Hiszpania dzięki terminowym prognozom zdołała zorganizować dodatkowe zacienienia i punkty dystrybucji wody w miastach, co zmniejszyło liczbę hospitalizacji. Podobne systemy powstają obecnie także w innych regionach Europy.

Potencjał AI do ratowania życia i ograniczania strat ekonomicznych jest ogromny, jeśli terminowa informacja o nadchodzących upałach dociera do wszystkich zainteresowanych stron.

Jak technologia wczesnego ostrzegania jest przydatna dla zwykłych obywateli

Przygotowanie się na napływy ekstremalnych upałów jest ważne nie tylko na poziomie państwowym, ale także dla każdego obywatela. Osoby starsze, kobiety w ciąży i ci, którzy cierpią na choroby przewlekłe, dzięki systemowi wczesnego ostrzegania mogą wcześniej przygotować się na gorące dni. To kwestia nie tylko zdrowia, ale często i życia. Jednak nawet całkowicie zdrowym osobom taka informacja jest potrzebna, by zmienić plany. Na przykład przenieść masowe wydarzenia lub ciężką pracę fizyczną na bardziej odpowiedni okres.

Ważne jest, aby pamiętać, że na ekstremalne upały cierpią nie tylko ludzie, ale i sprzęt. Jeśli więc takiego przydatnego urządzenia jeszcze nie ma, właściciel laptopa może wcześniej kupić podstawkę chłodzącą. Osoby pracujące na komputerze będą mogły przenieść aktywność zawodową na godziny wieczorne i nocne. To samo dotyczy intensywnego korzystania ze smartfonów.

Przegrzanie baterii w upalne dni jest jedną z najczęstszych przyczyn awarii smartfonów. Dzięki wczesnemu ostrzeżeniu ludzie mogą wcześniej przełożyć wideorozmowy, nagrywanie filmów do mediów społecznościowych i inną aktywność, która wiąże się z obciążeniem procesora.

Szczególną uwagę należy zwrócić na gry mobilne, w tym także rozrywki hazardowe w kasynach online. Najlepiej w ogóle nie grać, ale jeśli chęć gry jest bardzo silna, należy skracać sesje do minimum.

I takie porady stają się coraz bardziej aktualne. Kasyna online stały się dziś jednym z trendów rozrywkowych. Dzieje się tak również dzięki aktywnej pracy marketerów, którzy oferują różne atrakcyjne dla nowicjuszy promocje.

Aby przyciągnąć nowych graczy, stosuje się cały zestaw działań. Coraz popularniejszą częścią tego zestawu są bonusy bez depozytu. Aby to potwierdzić, nasi autorzy przeanalizowali dane ze stron o kasynach online z bonusami bez depozytu. Do analizy wybierane są zasoby z czołówki wyników wyszukiwania, w tym korzystają z oferty odwiedź nas na twinspin.pl. Informacje z tej strony pozwalają ocenić stopień rozpowszechnienia bonusów bez depozytu.

Nic dziwnego, że takie działania marketingowe pomogły branży iGaming znacznie zwiększyć popularność. Graczy w kasynach online rzeczywiście przybywa, a wielu gra bezpośrednio na ulicach w porze obiadowej. Jednak podczas ekstremalnych upałów powinni zadbać o swój smartfon. Lepiej przenieść sesje gier na bardziej odpowiednie dni.

Możliwości zastosowania sztucznej inteligencji w klimatologii

Przed jakimi wyzwaniami staną naukowcy w przyszłości? Technologie sztucznej inteligencji obiecują znaczny postęp nie tylko w prognozowaniu fal upałów. Już teraz trwają prace nad adaptacją modeli do ostrzegania o zagrożeniu powodziami, suszami i nagłymi ochłodzeniami.

Planowane jest udoskonalanie algorytmów, aby lepiej radziły sobie z różnorodnymi zbiorami danych i dawały dokładniejsze oraz bardziej zindywidualizowane prognozy. Jednocześnie w środowisku naukowym nie ustają dyskusje o równowadze między korzyściami takich systemów a ich współczesnymi kosztami energetycznymi i ekologicznymi.

Jak zauważa dr McAdam, „to dopiero pierwszy krok do tworzenia interpretowalnych i praktycznie istotnych prognoz ekstremalnych zdarzeń — z realną korzyścią dla społeczeństwa”.

Perspektywy pozostają otwarte: być może w najbliższych latach AI stanie się nieodłączną częścią serwisów klimatycznych i pomoże ludzkości nie tylko dowiadywać się o nadchodzących kataklizmach, ale i skuteczniej się do nich dostosowywać.