Zbutja e kaosit të motit

Gara e kompanive të mëdha teknologjike për të përmirësuar parashikimin e motit. Kompanitë private dhe Inteligjenca Artificiale po shndërrojnë biznesin e parashikimit të motit, shkruan The Economist

 

Matteo dell’Acqua duhet të bërtasë që të dëgjohet. Në Dhomën e Motorëve Numër Pesë në Qendrën Europiane për Parashikimet e Motit (ECMWF) në Bolonjë, ndodhen disa motorë, ku secili rrotullon një volant prej tre tonësh.

Nëse rryma ndërpritet, volantët në këtë dhomë (dhe ato në katër dhomat e tjera diku tjetër në ndërtesë), kanë një vrull të mjaftueshëm për të mbajtur në punë superkompjuterin më të ri të qendrës së parashikimit të motit, derisa të ndizen gjeneratorët rezervë me naftë.

Këta gjeneratorë kanë karburant të mjaftueshëm sa për tri ditë. Një ndërprerje më e gjatë se kaq, do të shkaktonte katastrofë. Moti ndikon në shumë gjëra, nga fushatat ushtarake dhe korrjet, te ndeshjet sportive dhe zinxhirët e furnizimit.

Humbja e qasjes në parashikime të besueshme të motit, do të dëmtonte gatishmërinë për veprim të më shumë se 35 shteteve, NATO-s, disa agjencive hapësinore dhe shumë institucioneve dhe bizneseve kërkimore.

Operacioni duhet të kryhet në mënyrë të vazhdueshme, thotë zoti Dell’Acqua, i cili është në krye të gjithë operimit. “Është vërtet me rëndësi kritike”.

E ndërtuar brenda një ish-fabrike duhani, qendra e të dhënave në Bolonjë, është pjesa më e rëndësishme e ECMWF-së. Çdo ditë, vëzhgime që mbulojnë 800 metra, vijnë nga satelitët, stacionet tokësore të motit, balonat dhe avionët.

Përveç përgatitjeve për ndërprerjen e energjisë elektrike, ka plane urgjente për përmbytjet dhe zjarret. Nga dy kullat e jashtme, qarkullon vazhdimisht uji, duke i mbajtur të freskëta pajisjet elektronike.

Megjithatë, mungon ftohja në mjedisin e jashtëm. Në dy javët e fundit, pjesa më e madhe e Europës është përfshirë nga një valë e madhe të nxehti. Bolonja ishte një nga 23 qytetet italiane ku u vendos alarmi i kuq. Në disa vende u thyen rekordet e temperaturës.

Zjarret kanë djegur pyjet në një pjesë të mirë të Greqisë dhe në Ishujt Kanarie. Edhe zona të mëdha të Amerikës dhe Azisë u përfshinë nga nxehtësia e madhe. Në datën 6 korrik, u regjistrua temperatura më e lartë mesatare globale e ajrit në Tokë, sipas vlerësimeve të publikuara nga Universiteti Maine.

Në vende të tjera, moti solli një lloj tjetër mjerimi. Shiu i rrëmbyer në Korenë e Jugut, Indi dhe në bregun lindor të Amerikës, vrau shumë veta. Dy ditë pas vizitës së The Economist në Bolonjë, në qytetin e Milanos ra breshër sa madhësia e një topi tenisi.

Shkencëtarët e klimës mendojnë se valët e të nxehtit janë bërë shumë më të shpeshta për shkak të ndryshimeve klimatike. Qendrat e parashikimeve të motit u dhanë vendeve paralajmërime paraprake, një punë që do të bëhet edhe më e rëndësishme ndërsa planeti ngrohet me kalimin e kohës.

Qeveritë po investojnë në modele më të mëdha dhe më të mira të parashikimit të motit. Atyre po u bashkohen firmat private që japin parashikime të posaçme në një shkallë më të vogël për bizneset.

 

 

Parashikimi modern i motit arriti përparime të mëdha falë kompjuterëve dixhitalë në vitet 1960 dhe 1970. Ai është përmirësuar vazhdimisht që atëherë (shih grafikun).

Organizata Botërore Meteorologjike (WMO), një krah i OKB-së, llogarit se një parashikim 5-ditor sot, është po aq i saktë sa një parashikim 2-ditor një çerekshekulli më parë.

 

Sistemi kompjuterik cloud

Shumica e këtij përmirësimi ka ardhur falë kompjuterëve më të fuqishëm, thotë Tim Palmer, meteorolog dhe fizikan në Universitetin e Oksfordit. Parashikimet e motit funksionojnë duke e përmbledhur botën në një rrjet kutish tredimensionale. Secila përmban të dhëna si temperatura, trysnia e ajrit, shpejtësia e erës dhe të dhëna të tjera të ngjashme, përmes një sërë llogaritjesh të ndërlikuara.

Kompjuterët më të mirë mundësojnë modele më të mira parashikimi. Ashtu siç një foto dixhitale me rezolucion më të lartë duket më realiste, edhe përdorimi i një rrjeti më të vogël ndihmon në përshtatjen e një modeli më afër realitetit.

Për shembull, modeli global me rezolucionin më të lartë në qendrën ECMWF, e copëton globin në zona me sipërfaqe 9 km katrorë, nga 16 km në vitin 2016, dhe e ndan atmosferën në zona vertikale me më shumë se 100 shtresa.

Rrjetet më të vogla gjithashtu i lejojnë modelet të rikrijojnë atë që ndodh në motin e vërtetë. Për shembull “retë e thella konvektive”, formohen kur ajri i nxehtë ngjitet lart. Ato mund të prodhojnë shi të dendur, breshër dhe madje edhe tornado, por zakonisht nuk mund të parashikohen me rrjete më të mëdha se rreth 5 km.

Por rrjetet më të vogla kanë një çmim të lartë. Për të përgjysmuar madhësinë horizontale të një rrjeti, nevojiten katër herë më shumë kuti rrjeti dhe katër herë më shumë llogaritje për të mbuluar një zonë të caktuar.

Një mundësi është që rezoluta të përshtatet sipas vendndodhjes. Për shembull, Administrata Kombëtare e Oqeanit dhe Atmosferës, përdor kuti rrjeti 3 km katror, por mbulon vetëm Amerikën e Veriut. Ndërkohë, informatika po vazhdon të përmirësohet.

Kompjuteri më i shpejtë në botë është Frontier, i instaluar në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge në Tennessee. Nëpërmjet tij, shkencëtarët e ECMWF-së qenë në gjendje të eksperimentonin me një model mbarëbotëror me rezolucion 1 km.

Por, pavarësisht se sa të fuqishëm bëhen kompjuterët, parashikimi numerik ka kufijtë e tij. Matematikanët e quajnë atmosferën një “sistem kaotik”, i cili është jashtëzakonisht i ndjeshëm ndaj kushteve fillestare.

Një ndryshim i vogël fillestar në temperaturë ose në trysni mund të ndërlikohet me kalimin e ditëve në lloje të skajshme moti. Duke qenë se asnjë matje nuk mund të jetë plotësisht e saktë, ky është një problem që nuk mund ta zgjidhë asnjë fuqi kompjuterike.

Në vitin 2019, shkencëtarët amerikanë dhe europianë zbuluan se edhe ndryshimet më të vogla në simulime, rezultonin në parashikime shumë divergjente për motin e përditshëm pas rreth 15 ditësh. “Duket se ky është një kufi që e vendos natyra”, shpjegon Falko Judt, meteorolog në Qendrën Kombëtare për Kërkimet Atmosferike, në Amerikë. “Nuk ka të bëjë me aftësitë tona teknologjike”.

 

 

Parashikimet private

WMO llogarit se parashikimi numerik do t’i afrohet atij teorik afërsisht rreth vitit 2050. Por ndërkohë, kjo lë shumë hapësirë për përmirësime. ECMWF-ja tani jep parashikime të sakta të motit ditor, që do të thotë se mund të parashikojë temperaturën apo kur do të bjerë shi në të gjithë globin, një javë para kohe. Me raste, ka parashikuar me sukses disa dukuri të mëdha, si uraganet, deri në dhjetë ditë përpara.

Por ka edhe lloje të tjera parashikimesh përveç atyre globale apo rajonale. Po rritet gjithashtu kërkesa për parashikime më të shpejta ose më të veçanta nga sa mund të ofrohen nga institucionet publike (të cilat, duke qenë se janë të financuara kryesisht nga taksapaguesit, zakonisht prodhojnë atë që është më e dobishme për shumicën e njerëzve). Kompanitë private po mbushin boshllëqet e mbetura.

Për shembull, në vitin 2016, firma kompjuterike amerikane IBM, bleu për rreth 2 miliardë dollarë Weather Company, e cila ishte e specializuar në ndërthurjen e modeleve të ndryshme qeveritare. (Skeptikët bënin shaka se IBM-ja kishte investuar në llojin e gabuar të resë kompjuterike).

Brenda një viti, kompania filloi të shiste parashikime “hiper-lokale” për bizneset, që ishin modeluar për të parashikuar motin në një zonë të vogël, nga dy deri në dymbëdhjetë orë përpara. Deri në vitin 2020, sipas Comscore, një firme amerikane e analitikës mediatike, IBM-ja ishte ofruesi më i madh i parashikimeve të motit në botë.

Suksesi i firmës rrjedh pjesërisht nga liria e saj për të zgjedhur prioritetet e veta. Parashikimi i motit vetëm disa orë përpara, ul në mënyrë domethënëse sasinë e të dhënave që duhen përpunuar.

Sipas Peter Neilley, shefit meteorolog të Weather Company, kjo e lejoi kompaninë të zhvillonte një model global me rezolucion prej 3 km që nxjerr një parashikim të ri një herë në orë. (Ndërsa modeli global me rezolucion të lartë i ECMWF-së, jep një parashikim të ri çdo gjashtë orë).

Përveç modelit të vet që ka në dispozicion, kompania e motit përthith edhe produktin e parashikuesve të motit të financuar nga publiku në mbarë botën. Kjo nxjerr në pah një përfitim tjetër të sektorit privat.

Disa agjenci kombëtare dhe ndërkombëtare, duke përfshirë Zyrën Meteorologjike në Britani dhe ECMWF-në, mund të ngarkojnë tarifa ndaj bizneseve që përdorin produktin e tyre. Por të gjithë janë të detyruar t’i vënë ato në dispozicion. Ndërsa firmat private nuk kanë të njëjtin detyrim.

Vitet e fundit, ofertat private janë bërë edhe më të veçanta. Kompanitë po bëhen gjithnjë e më të vetëdijshme se si moti ndikon në punën e tyre. Për shembull, prodhuesit e energjisë së erës dhe diellit (dhe rrjetet e energjisë elektrike me të cilat janë të lidhur), varen shumë nga njohja e motit në orët e ardhshme.

Zbatimet e tjera janë më pak të dukshme. Deliveroo, një firmë e shpërndarjes së ushqimit, e di se duhet të marrë parasysh efektin e shiut në trafik, kur të gjejë mënyrën më të shpejtë për të transportuar një iPad tajlandez, nga njëra anë e një qyteti në tjetrën.

 

 

Meteomatics, një kompani zvicerane e themeluar në vitin 2012, u mundëson klientëve të saj që të mbledhin të dhënat nga një sërë burimesh, në një mënyrë që u përshtatet nevojave të tyre, si p.sh. “ulja” e prodhimit të një modeli numerik duke e formësuar atë rreth topografisë lokale.

Këta klientë, thonë Alexander Stauch dhe Rob Hutchinson, dy nga drejtuesit e lartë të firmës, po kërkojnë gjithnjë e më shumë që t’i dërgojnë ato të dhëna drejtpërdrejt në algoritmet e tyre. Për shembull, tregtarët e energjisë i parashikojnë çmimet e gazit duke u mbështetur në sasinë e erës ose të diellit përreth, që nevojitet për të gjeneruar energjinë e erës ose atë diellore.

Firma Meteomatics gjithashtu synon që të plotësojë boshllëqet në të dhënat vëzhguese për vendet për të cilat klientët e tyre janë të interesuar.

Për këtë qëllim, ajo qarkullon një sërë dronësh të mbuluar me sensorë. Në maj, firma amerikane Tomorrow.io, e themeluar në vitin 2015, nisi të lëshonte satelitë që janë krijuar gjithashtu për të ndihmuar në mbylljen e boshllëqeve të të dhënave në mbarë botën. Produkti i saj kryesor është softueri i “inteligjencës së motit” i cili i kthen parashikimet në udhëzime.

Fondacioni Bill dhe Melinda Gates, një nga organizatat bamirëse më të mëdha në botë, përdor këtë kompani për t’u dërguar mesazhe me tekst fermerëve në Afrikën Nënsahariane, duke i këshilluar ata se kur duhet t’i mbjellin të korrat.

Lojtarët privatë këmbëngulin se pjesëmarrja e tyre është e dobishme për të gjithë. Ka shumë më tepër stacione meteorologjike në vendet e pasura se në ato të varfra (shih hartën).

“Jashtë Amerikës, Europës Perëndimore, Japonisë dhe Australisë dhe disa vendeve të tjera, shërbimet meteorologjike kombëtare kanë mbetur disa dekada mbrapa”, thotë Rei Goffer, një nga themeluesit e firmës Tomorrow.io. Ka disa agjenci të vendeve të pasura që ndihmojnë vendet e tjera, për shembull,

Zyra Meteorologjike në Angli, punon me qeveritë e Indisë, Afrikës së Jugut dhe disa vende të Azisë Juglindore. Sidoqoftë, argumenton zoti Goffer, shumë vende thjesht nuk kanë para për të mundësuar atë lloj parashikimi me cilësi të mirë, që mund t’i ndihmojë të përshtaten me një klimë në ndryshim.

Satelitët e firmës Tomorrow.io, synojnë t’u lejojnë vendeve qasje në një infrastrukturë më të mirë të motit, pa pasur nevojë që ta ndërtojnë atë nga e para.

 

Mundësitë e ofruara nga Inteligjenca Artificiale

Kompanitë private kanë qenë gjithashtu në krye të përpjekjeve për të gjetur mënyra të reja dhe më pak të vështira për të parashikuar motin. Shumë prej tyre po përdorin Inteligjencën Artificiale për këtë qëllim.

Salient, një firmë amerikane startup, përdor një Inteligjencë Artificiale të trajnuar për të njohur modele në të dhënat historike, dhe për të nxjerrë më pas parashikime në një shkallë sezonale, jo në ditë ose javë. Klientët e saj përfshijnë Zurich Insurance Group, i cili dëshiron të marrë paralajmërime të hershme për motin e skajshëm, në dobi të klientëve të tij.

Inteligjenca Artificiale mund të dallojë prirje që njerëzit nuk i spikatin dot. Ray Schmitt, studiues në Institutin Oqeanografik Woods Hole në Massachusetts, është një nga themeluesit e firmës së Inteligjencës Artificiale Salient.

Ai kishte hedhur teorinë se ka një lidhje midis kripësisë së oqeanit në bregun lindor të Amerikës në pranverë dhe reshjeve në të gjithë zonën qendrore dhe perëndimore të vendit në verën e ardhshme.

Analiza e të dhënave të motit, duket se e konfirmon këtë lidhje, edhe pse mekanizmi i saktë mbetet i paqartë.

Kjo ilustron një tjetër veçori intriguese të parashikimeve të mbështetura në inteligjencën artificiale. Simulimet numerike mbështeten në programues që kanë një kuptim të mirë të proceseve fizike që drejtojnë motin.

Por përdorimi i një Inteligjence Artificiale për të dalluar modelet e përsëritura, mund të ndihmojë që të nxirren parashikime të dobishme, edhe përpara se të kuptohet plotësisht shkenca themelore.

Trajnimi i Inteligjencës Artificiale e ka vërtetuar tashmë vlerën e tij me “nowcasting” të reshjeve – duke parashikuar nëse do të bjerë shi apo borë në një zonë të caktuar, gjatë orëve të ardhshme. WMO-ja llogarit se gjatë 50 viteve të fundit, 22% e vdekjeve dhe 57% e humbjeve ekonomike të shkaktuara nga fatkeqësitë natyrore, ishin rezultat i “reshjeve të skajshme”.

Por parashikimi i tyre mund të jetë i ndërlikuar për modelet e tanishme numerike.

Një bashkëpunim i vitit 2021 midis DeepMind, një pjesë e Google, dhe Met Office në Britani, përdori Inteligjencën Artificiale për të parashikuar reshjet duke u mbështetur në vëzhgimet nga radarët e zbulimit të shiut.

Sistemi i Inteligjencës Artificiale i tejkaloi metodat ekzistuese të parashikimit numerik nëntë herë nga dhjetë, megjithëse filloi të pengohej kur iu kërkua të parashikonte përtej 90 minutave.

Po përfshihen edhe firma të tjera të mëdha me ekspertizë në Inteligjencën Artificiale. Një artikull i botuar në revistën Nature më 5 korrik, përshkruan “Pangu-Weather”, një sistem ajror i ndërtuar nga firma kineze Huawei dhe i trajnuar mbi të dhënat e motit për 39 vjet.

Huawei pretendon se Pangu-Weather mund të nxjerrë parashikime me një saktësi të krahasueshme me ECMWF-në, por mijëra herë më shpejt. Vitin e kaluar, Nvidia, një prodhues amerikan i çipave, tha se programi i saj i motit, FourCastNet, mund të parashikojë në vetëm dy sekonda, uragane dhe shira të dendur, deri në një javë përpara se ato të ndodhin.

Udhëheqësit qeveritarë po e përqafojnë këtë qasje. ECMWF-ja u befasua nga rezultatet e programit Pangu-Weather, thotë Florence Rabier, drejtoresha e përgjithshme e organizatës.

“Ne pamë shumë potencial dhe ata nuk po i fryjnë pretendimet se është një metodë shumë më e lirë”, thotë ajo. ECMWF-ja tani po punon me Huawei-n, si dhe me Google dhe Nvidia-n.

Kjo nuk do të thotë se Inteligjenca Artificiale do të zëvendësojë parashikimin numerik, megjithëse mund ta ndihmojë atë të bëhet më efikas. Inteligjenca Artificiale mbështetet në të dhëna me cilësi të lartë, mbi të cilat mund të trajnohen modelet e saj.

Duke qenë se në shumë pjesë të botës mungojnë të dhëna të besueshme nga stacionet e motit, simulimet numerike të modës së vjetër duhet të përdoren për të mbushur boshllëqet.

Dhe ashtu si qasjet llogaritëse kanë kufizime të mëdha në dobishmëri, ashtu kanë edhe ato të mbështetura në Inteligjencën Artificiale.

Historia nuk mund të na udhëzojë shumë për të ardhmen në një botë ku moti po ndryshon rrënjësisht nga ngrohja klimatike.

Planifikohet më shumë bashkëpunim midis sektorit publik dhe atij privat. Deri në vitin 2030, Komisioni Europian shpreson të ketë përfunduar të ashtuquajturin “Destinacioni Tokë”, një simulim që mund të merret me prirjet afatshkurtra të motit, ashtu edhe ndryshimet afatgjata në klimë.

Ai shpreson se përdoruesit, me ndihmën e Inteligjencës Artificiale, do të jenë në gjendje të parashikojnë se si prirjet e emigrimit të kafshëve mund të ndryshojnë me rritjen e temperaturave, ose çfarë mund të ndodhë me rezervat e peshkut ndërsa oqeanet ngrohen.

Kompania Nvidia, çipat e së cilës fuqizojnë shumicën e modeleve më të mëdha të Inteligjencës Artificiale në botë, ka thënë se do të marrë pjesë në këtë nismë.

Firma ka nënshkruar gjithashtu një plan edhe më ambicioz për një rrjet të “Motorëve të Virtualizimit të Tokës” të propozuar në një takim këtë muaj në Berlin, nga një grup i udhëhequr nga Bjorn Stevens, drejtori i Institutit Max Planck për Meteorologjinë në Hamburg.

Dr. Stevens e sheh gjithë këtë si pjesë e një ndryshimi në mënyrën se si konceptohet, prodhohet dhe përdoret informacioni rreth motit. Shndërrimi i vëzhgimeve në diçka të dobishme siç janë parashikimet, më parë kërkonte shumë njohuri eksperte, thotë ai.

Prandaj me të merreshin më shumë një grup i vogël institucionesh të mëdha. Por tani, përparimet e fundit teknologjike, veçanërisht në Inteligjencën Artificiale, e kanë bërë punën më të lehtë dhe më të lirë. “Kjo i bën të dhënat e motit të vlefshme”, thotë ai. “Dhe kjo po shndërron gjithçka”.

Përktheu: Lira Muça