Vědci z Fakulty informačních technologií ČVUT v Praze pracují na projektu dlouhodobé předpovědi počasí na 24 hodin dopředu pomocí umělé inteligence. Společně s meteorology z Meteopressu hledají cesty, jak dosáhnout toho, aby se stroje naučily číst v meteorologických mapách a vyznat se v ohromném množství dat z družic a radarů. Oproti meteorologům má umělá inteligence jednu obrovskou výhodu - vyhodnotí radarová data obratem. Výzkum se opírá o závěrečnou práci studenta fakulty Mateje Chomy.
V minulosti již lidé z ČVUT a Meteopressu naučili stroje předpovídat srážky na hodinu dopředu, tedy kde bude na kilometr přesně za hodinu pršet. Výsledky českého pracoviště ověřoval dánský hydrometeorologický ústav a zjistili, že tato metoda je o 42 procent lepší než běžně používané metody. I tento projekt vycházel z Chomovy práce.
Varovat třeba před tornádem, které letos v červnu zasáhlo část jižní Moravy, zatím jejich model nedokáže. „Předpovědět přesně tornádo je velmi obtížné. V tomto konkrétním případě jsme nepredikovali tornádo, ale velmi silné srážky a meteorolog Meteopressu i na základě našich dat dával varování asi dvě hodiny dopředu,“ uvádí vedoucí projektu a člen DataLabu (Laboratoře datových věd) na ČVUT Petr Šimánek.
V současnosti si tedy umělá inteligence s tornády ještě neporadí. Ale ač je to velmi komplikované a finančně nákladné, není to nereálné a pražští vědci na této možnosti pracují, dodává Šimánek. K tomu mimo jiné potřebují mít radarová data ne jednou za deset minut, ale každou minutu a vše propojit se satelitními daty, která ukazují oblačnost a rychlost větru.
Ani tehdy však predikce nebude zcela přesná - tornádo sice nepřehlédne, ale naopak bude občas varovat, aniž by se tento prudce rotující sloupec vzduchu nakonec dostavil. „Půjde tedy i o psychologii lidí, aby i když se dvakrát spleteme a místo tornáda přijde jen velmi silný déšť, nám věřili i příště a byli opatrní,“ doplňuje Petr Šimánek, jenž na projektu pracuje se svými kolegy z DataLabu Magdalenou Friedjungovou a Vojtěchem Rybářem.
Člověku trvá výpočet hodiny, stroji minuty
Co se týče 24hodinové předpovědi, výzkumníci z ČVUT zatím dokázali stroje naučit natolik, že o 15 procent zmenšily nepřesnosti v denní předpovědi teploty, srážek, oblačnosti a dalších hodnot, které predikují pro celý svět. Každý další krok, který vede ke zdokonalení činnosti jejich strojů, tyto nepřesnosti dále snižuje.
„Vezmeme nějaké numerické předpovědi, které lidé pravidelně vídají v televizi. Přidáváme k tomu okamžitá data, která známe ze satelitu nebo z radaru,“ vysvětluje Šimánek.
A jak dodává, člověku nyní trvá výpočet předpovědi několik hodin, proto není možné každou půlhodinu udělat nový, přesnější model se znalostí novějších dat. Umělé inteligenci to zabere zhruba minutu. „Není problém, když například v devět hodin ráno zjistíme, že prší o deset kilometrů jinde, než jsme mysleli, tuto informaci upravit a okamžitě předpověď na 24 hodin zlepšit,“ doplňuje.
Umělou inteligenci si lze představit jako obrovskou a komplikovanou neuronovou síť. Výzkumníci ji učí tím, že jí ukazují spoustu případů, jak se měnily mraky a jak se pohybovaly srážky, chtějí po ní, aby sdělila, jak bude vypadat počasí za hodinu. Řeknou jí správnou odpověď a ona se pak snaží upravit několik milionů jednotlivých parametrů sítě tak, aby rozdíl mezi její předpovědí a realitou byl co nejmenší.
„Když jí dáme dostatečné množství dat, což jsou v našem případě asi tři roky záznamů srážek z radarů, správně se naučí, jak spolu souvisí předchozí srážky s těmi budoucími, a to pak aplikuje na aktuální situaci,“ popisuje vedoucí projektu princip, jak zdokonalovat stroje v jejich „myšlení“.
Projekt, který začal jako závěrečná studentská práce, by mohl zvýšit důvěru Čechů ve zdejší meteoslužby. Mnoho lidí, když potřebuje zjistit, jaké bude počasí, tak takzvaně „jdou na Nory“, tedy na web yr.no, který provozují Norský meteorologický ústav s tamní veřejnoprávní televizí NRK.
„Já už jsem všechny své kamarády a příbuzné přesvědčil, aby chodili na stránky Meteopressu, když chtějí vědět, jestli bude do hodiny pršet, neboť je to mnohem přesnější. Věřím, že až zdokonalíme predikce na jeden až tři dny dopředu, tak že to tak bude dělat většina Čechů,“ uzavírá Petr Šimánek.
