L'IA et la révolution des prévisions météorologiques

Les principales entreprises technologiques telles que Nvidia, Microsoft, etc. se lancent dans une course pour développer des modèles d'IA capables de prévoir la météo mondiale avec une plus grande précision.

Nvidia vient de lancer un nouveau modèle d'IA de prévision météorologique, censé permettre des prévisions extrêmement rapides et une estimation plus précise des risques d'événements météorologiques extrêmes. Ainsi, le modèle d'IA FourCastNet 3 est capable de prévoir le climat mondial sur 15 jours en seulement 64 secondes.

Basé sur une architecture de transformateur (similaire à ChatGPT), FourCastNet 3 s'appuie sur des décennies de données météorologiques pour reproduire avec précision les flux d'air, la température et les précipitations. L'IA est conçue pour respecter la forme sphérique de la Terre et simuler avec précision la probabilité spatialement corrélée du problème, obtenant ainsi des spectres stables et reproduisant une dynamique réaliste à plusieurs échelles.

« L'IA change complètement la façon dont nous estimons l'état de l'atmosphère, dont nous générons des prévisions à partir de cet état, dont nous repoussons les limites de la physique pour faire de meilleures prévisions et dont nous construisons des simulations climatiques que nous n'aurions jamais cru possibles auparavant », a déclaré Mike Pritchard, responsable de la simulation climatique chez Nvidia.

FourCastNet prédit la journée la plus chaude d'Afrique. (Source : Nvidia)

De même, Microsoft Corporation (USA) a développé un système de prévision par intelligence artificielle (IA) appelé « Aurora », qui surpasserait les méthodes de prévision traditionnelles en termes de précision, de rapidité et de coût, et serait particulièrement efficace pour surveiller la qualité de l’air, les conditions météorologiques et les tempêtes tropicales.

Aurora s'appuie sur plus d'un million d'heures de données provenant de satellites, de radars, de stations météorologiques, de simulations climatiques et de prévisions. Le modèle peut également être affiné avec des données supplémentaires pour prédire des événements météorologiques spécifiques.

Étonnamment, Aurora a correctement prédit toutes les tempêtes qui se sont produites en 2023. Parmi elles figurait le super typhon Doksuri, la tempête la plus coûteuse jamais enregistrée dans l'océan Pacifique . Aurora a identifié le lieu et l'heure exacts de l'arrivée de Doksuri aux Philippines quatre jours à l'avance, alors que les prévisions officielles de l'époque la prévoyaient au nord de Taïwan.

De plus, ce modèle d'IA a également dépassé le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) - considéré comme la norme mondiale en matière de précision dans 92 % des prévisions mondiales sur 10 jours, avec une résolution d'environ 10 km².

Le modèle d'IA de Microsoft prédit la météo 5 000 fois plus vite que les supercalculateurs (photo d'illustration)

Actuellement, les prévisions météorologiques sont généralement établies en alimentant des modèles physiques complexes, nécessitant des heures de traitement sur des supercalculateurs. Aardvark Weather, quant à lui, adopte une approche totalement novatrice : son système d'apprentissage automatique analyse directement les données brutes provenant de satellites, de stations météorologiques, de navires et de ballons météorologiques pour générer des prévisions sans recourir à des modèles atmosphériques complexes, et ne nécessite qu'un matériel simple.

Aardvark Weather a démontré de nombreux avantages : il utilise seulement 8 % des données d'observation par rapport aux systèmes traditionnels, surpasse les performances du Système mondial de prévisions (GFS) américain, produit des résultats comparables à ceux du Bureau météorologique américain et réalise les prévisions en quelques minutes sur un ordinateur de bureau classique. Cependant, la résolution spatiale d'Aardvark Weather est actuellement inférieure à celle des systèmes actuels.

L’une des applications les plus importantes d’Aardvark Weather est sa capacité à soutenir les centres de prévision dans les pays et régions en développement qui manquent de ressources pour affiner les prévisions mondiales en prévisions régionales à haute résolution.

Aardvark prévoit la météo mondiale sur ordinateur en quelques minutes seulement. (Photo : Université de Cambridge)

La prévision d’événements météorologiques à petite échelle, comme un puissant ouragan s’approchant d’une ville, nécessite actuellement des modèles de prévision traditionnels et spécialisés.

Cependant, certains modèles d'IA commencent à être testés en conditions réelles. Le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT), qui fournit des prévisions météorologiques pour des dizaines de pays, utilise Aurora et son propre modèle d'IA.

À Boston, IBM et le Mass General Brigham Health System testent un outil d'IA permettant de prédire les zones vulnérables au stress thermique lors des vagues de chaleur, en s'appuyant sur des données démographiques, des capteurs environnementaux et des dossiers hospitaliers. Cette solution est particulièrement utile pour les personnes âgées, les populations à faibles revenus ou celles vivant dans des zones dépourvues de verdure.

Au niveau national, le Congrès américain étudie la possibilité d'intégrer l'IA aux systèmes d'alerte aux inondations et aux tempêtes, notamment après une série de catastrophes naturelles dévastatrices au Texas et au Nouveau-Mexique. Des startups comme Tomorrow.io et Silurian ont démontré la capacité de l'IA à prédire les catastrophes naturelles 48 à 72 heures à l'avance, créant ainsi un avantage majeur en matière de prévention.

Toutefois, les experts avertissent que l’IA ne devrait pas remplacer complètement les modèles physiques, mais devrait être combinée pour se compléter dans le processus de prévision météorologique.

Ngoc Nguyen (Synthèse)

Source : https://vtcnews.vn/ai-va-cuoc-cach-mang-ve-du-bao-thoi-tiet-ar955276.html