Google DeepMind tiết lộ mô hình GenCast AI để dự báo thời tiết

Google DeepMind vào thứ Tư được giới thiệu GenCast, một mô hình tập hợp AI có độ phân giải cao được thiết kế để nâng cao độ chính xác của dự báo thời tiết. Có khả năng dự đoán các sự kiện thời tiết khắc nghiệt và hàng ngày trước tối đa 15 ngày, GenCast vượt trội hơn hệ thống ENS của Trung tâm Dự báo Thời tiết Trung bình Châu Âu (ECMWF).

Các tính năng chính của GenCast

Dự báo tập hợp được hỗ trợ bởi AI

GenCast tạo dự báo bằng cách sử dụng tập hợp hơn 50 dự đoán, đưa ra nhiều kịch bản thời tiết có thể xảy ra. Cách tiếp cận này tính đến những điều không chắc chắn, mang lại nhiều kết quả thay vì một dự đoán duy nhất.

Thiết kế mô hình khuếch tán

GenCast dựa trên mô hình khuếch tán, tương tự như mô hình được sử dụng trong tạo hình ảnh và video. Tuy nhiên, nó được thiết kế riêng cho phù hợp với hình dạng hình cầu của Trái đất, cho phép lập bản đồ chính xác các kiểu thời tiết phức tạp dựa trên dữ liệu hiện tại.

Đào tạo với dữ liệu lịch sử hàng thập kỷ

Mô hình này được đào tạo với dữ liệu trong 40 năm từ kho lưu trữ ERA5 của ECMWF, bao gồm các biến số như nhiệt độ, tốc độ gió và áp suất khí quyển ở nhiều độ cao khác nhau.

Độ chính xác độ phân giải cao

Hoạt động ở độ phân giải 0,25 độ, GenCast đưa ra những dự đoán chính xác về các kiểu thời tiết và các hiện tượng cực đoan. Nó vượt trội hơn ENS trong 97,2% trường hợp và đạt độ chính xác 99,8% khi dự báo sau 36 giờ.

Điện toán hiệu quả với Google Cloud TPU

Chỉ sử dụng một Google Cloud TPU v5 duy nhất, GenCast tạo dự báo 15 ngày chỉ trong 8 phút. Các dự báo chạy song song, giảm đáng kể thời gian tính toán so với các phương pháp truyền thống yêu cầu siêu máy tính và hàng giờ xử lý.

Dự báo nâng cao cho thời tiết khắc nghiệt

• Dự đoán được cải thiện: GenCast vượt trội trong việc dự báo các sự kiện cực đoan, chẳng hạn như sóng nhiệt, đợt lạnh, gió lớn và lốc xoáy nhiệt đới (bão và bão). Cảnh báo chính xác hơn có thể cứu được mạng sống và giảm thiệt hại về tài sản.
• Tác động đến năng lượng tái tạo: Độ chính xác của mô hình mang lại lợi ích cho việc quy hoạch năng lượng tái tạo, đặc biệt là dự báo năng lượng gió. Các dự đoán được cải thiện sẽ nâng cao độ tin cậy của năng lượng gió, hỗ trợ việc áp dụng rộng rãi năng lượng gió như một nguồn tài nguyên bền vững.

Dự báo AI thế hệ tiếp theo

GenCast là một phần trong sáng kiến ​​AI rộng lớn hơn của Google, bao gồm các công cụ như dự báo xác định tầm trung, NeuralGCM, SEEDS và mô hình lũ lụt. Các mô hình này đã được tích hợp vào Google Tìm kiếm và Maps, nâng cao khả năng dự đoán về lượng mưa, cháy rừng, nhiệt độ cực cao và lũ lụt.

Cộng tác với cộng đồng thời tiết

Google nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hợp tác với các cơ quan thời tiết, nhà khí tượng học và nhà nghiên cứu. Họ có kế hoạch tiếp tục phát triển các phương pháp dự báo dựa trên AI trong khi vẫn giữ lại các mô hình truyền thống để cung cấp dữ liệu đào tạo quan trọng và các điều kiện ban đầu. Những sự hợp tác này rất cần thiết để cải thiện dự báo thời tiết toàn cầu.

Sẵn có và phát triển trong tương lai

Để thúc đẩy sự đổi mới, Google đã biến GenCast thành một mô hình mở, phát hành mã và trọng số của nó cho công chúng. Họ cũng dự định giải phóng dự báo lịch sử và thời gian thực, cho phép các nhà nghiên cứu và tổ chức kết hợp GenCast vào mô hình của họ.

Google bày tỏ sự háo hức được tham gia với cộng đồng thời tiết toàn cầu, nhấn mạnh quan hệ đối tác có thể đẩy nhanh nghiên cứu và nâng cao tác động của mô hình trên các lĩnh vực thương mại và phi thương mại.