Bilim Adamı Yapay Zeka ile Hava Tahminlerini Netleştiriyor

Bilim Adamı Yapay Zeka ile Hava Tahminlerini Netleştiriyor


Editörün notu: Bu, genişleyen yüksek performanslı bilgi işlem evreninde bilimi ilerleten araştırmacılara ilişkin bir dizi blogun ilkidir.

Dale Durran’ın ön kapısının önüne dikilmiş bir metrelik metal halkanın içine rastgele yağmur damlalarından oluşan sürekli bir yağmur düşüyor (yukarıda gösterilmiştir). Bu, gezegenin havasının görünen kaosunda düzen bulma tutkusunun bir sembolü.

Washington Üniversitesi’nde yarı zamanlı bir heykeltıraş ve tam zamanlı bir atmosfer bilimi profesörü olan Durran, Dünya’nın sürekli değişen gökyüzündeki kalıpları açıklayan düzinelerce makalenin ortak yazarıdır. Hava ve suyun sonsuz dansını matematikle ifade etmeye çalışan, kafa karıştırıcı bir meydan okuma isteyenler için bir alandır.

meteorolog Dale Durran
Dale Durran

2019’da Durran, yeni bir araç olan AI’yı satın aldı. Bir yüksek lisans öğrencisi ve bir Microsoft araştırmacısı ile ekip kurdu. ilk model derin öğrenmenin hava durumunu tahmin etme potansiyelini göstermek.

Model, ham olmasına rağmen, ilk bilgisayar tabanlı tahminler için kullanılan karmaşık denklemlerden daha iyi performans gösterdi. Bu denklemlerin torunları artık dünyanın en büyük süper bilgisayarlarında çalışıyor. Buna karşılık, AI, gerekli hesaplamaların geleneksel yükünü azaltır ve çok daha küçük sistemlerde daha hızlı çalışır.

Durran, “Buna iki ayağımızla atlamamızın daha iyi olacağını söyleyen dramatik bir açıklamaydı,” diye hatırladı.

Yapay Zeka için Güneşli Görünüm

Geçen yıl, ekip çalışmalarını bir sonraki seviyeye taşıdı. Onların en son sinir ağı dört haftada 320 altı haftalık tahminleri bir dakikadan daha kısa sürede işleyebilir NVIDIA A100 Tensör Çekirdek GPU’ları bir NVIDIA DGX İstasyonu. Bu, günümüzün süper bilgisayarlarının hava durumu tahminleri yapmak için sentezlediği 51 tahminin 6 katından fazla.

Teknolojinin ne kadar hızlı geliştiğini gösteren bir gösteride, model, Irma Kasırgası’nın 2017’de Karayipler’deki yolunun ne olduğunu neredeyse geleneksel yöntemlerin yanı sıra tahmin edebildi. Aynı model aynı zamanda bir haftalık bir tahminde bulunabilir. tek seferde saniyenin onda biri NVIDIA V100 Tensör Çekirdek GPU.

AI, Hurricane Irma'nın yolunu tahmin ediyor
Durran’ın son çalışması, Irma Kasırgası’nın Florida’daki yolunu daha verimli ve neredeyse geleneksel yöntemler kadar doğru tahmin etmek için yapay zekayı kullandı.

Durran, geleneksel denklemlerden çok daha az kaynakla daha net bir istatistiksel resim sunmak için AI’nın binlerce tahmini aynı anda kıracağını öngörüyor. Bazıları, performans ilerlemelerinin beş büyüklük sırasına kadar ölçüleceğini ve gücün bir kısmını kullanacağını öne sürüyor.

AI Uydu Verilerini Alır

Bir sonraki büyük adım, hava durumu gözlemcilerinin merceğini kökten genişletebilir.

Günümüzün tahminlerinin kullandığı karmaşık denklemler, bulut desenleri, toprak nemi ve bitkilerdeki kuraklık stresi gibi ayrıntılarla ilgili artan uydu verisi zenginliğini kolayca kaldıramaz. Durran, AI modellerinin yapabileceğine inanıyor.

Lisansüstü öğrencilerinden biri, bu kış, küresel bulut örtüsü üzerindeki uydu verilerini doğrudan birleştiren bir AI modelini göstermeyi umuyor. Başarılı olursa, yapay zekanın şu anda uzaydan toplanmakta olan veri türlerini kullanarak tahminleri iyileştirmesinin yolunu gösterebilir.

Ayrı bir çabada, Washington Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, atmosferi anlamak için yıldızları izlemek için kullandıkları bir ızgarayı uygulamak için derin öğrenmeyi kullanıyorlar. Durran, yeni ağ yapısının yepyeni bir hava tahmini tarzının haritasını çıkarmaya yardımcı olabileceğini söyledi.

İyi Bir Sezonun Hasadı

Bir eğitimci olarak yaklaşık 40 yılda Durran, düzinelerce öğrenciye rehberlik etti ve hava ve iklimi anlamak için kullanılan matematik olan akışkanlar dinamiği üzerine yüksek puan alan iki ders kitabı yazdı.

Öğrencilerinden biri olan Gretchen Mullendore, şu anda ABD Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi’nde bir laboratuvara başkanlık ediyor ve hava tahmini modellerini geliştirmek için en iyi araştırmacılarla birlikte çalışıyor.

Mullendore, “Sayısal hava tahminini o sırada en son donanıma uyarlama konusunda 1990’ların sonlarında ve 2000’lerin başında Dale ile çalıştığım için şanslıydım” dedi. “Bana bilim ve bilgisayarlarla heyecanlanmanın harika olduğunu gösteren bir danışmanım olduğu için çok müteşekkirim.”

Bir Mirası Sürdürmek

Durran’ın Ocak ayında Amerikan Meteoroloji Derneği’nin en prestijli onuru olan Jule G. Charney Madalyasını alması planlanıyor. Adını, 1950’lerde John von Neumann ile birlikte çalışan ve hava durumu tahmincilerinin bugün hala kullandığı algoritmaları geliştirmek için çalışan bilim adamından almıştır.

Charney ayrıca 1979’da küresel ısınmayla ilgili en eski bilimsel makalelerden birinin yazarıydı. Onun izinden giden Durran, geçen yıl için iki başyazı yazdı. Washington post etkilerini geniş bir kitlenin anlamasına yardımcı olmak için iklim değişikliği ve yükselen CO2 emisyonları.

Başyazılar, 1976’daki ilk işinde keşfettiği bir tutkuyu dile getiriyor ve hava kirliliği eğilimlerinin bilgisayar modellerini yaratıyor. Kariyerinin meteorolojiye kayması hakkında “Bu sorunun ön ucunda çalışmayı tercih etmeye karar verdim” dedi.

Bilimi ilerletme tutkusunu motive eden, bir kelebeğin kanatları kadar incelikli etkilerle kötü şöhrete sahip bir alandır.


Kaynak : https://blogs.nvidia.com/blog/2022/11/01/ai-weather-forecasts-durran/

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

SMM Panel PDF Kitap indir