天気予報はこれまで以上に正確で詳細になっています

コンピューターベースの天気予報の時代は 1965 年に始まりました。60 年後、英国気象庁は今度は人工知能 (AI) を活用した新たな技術革命を主導しています。

フィナンシャル・タイムズによると、AIは雲のパターン、降雨量、気温の予測能力の向上に貢献しています。具体的には、AIの技術によって予測範囲が拡大し、数時間以内の超高精度な瞬間予報から中期（3～15日）予報まで可能になり、現在では季節より短い期間（2週間～2か月）の天気予報も可能になっています。

「天気予報の方法に真の変革をもたらす可能性を私たちは見出しています。ある意味、これは人間がコンピューターを使い始めた頃と似ています」と、英国気象庁AI部門ディレクターのカースティン・デール氏は述べた。

デジタル予測から「エンドツーエンド」AIへ

これまでの天気予報は、スーパーコンピューターを用いて数百万件もの観測データをリアルタイムで処理する複雑な計算プロセスである数値天気予報に大きく依存していました。先駆的な気象AIシステムは、依然として集中的なデータ同化を必要としますが、機械学習を用いて予測を行っています。

AIは天気予報の分野に大きな影響を与えています。写真：フィナンシャル・タイムズ

初期の結果は有望だ。欧州中期予報センター（ECMWF）は、2月に導入した最初のAIモデルにより、熱帯低気圧の進路予測などの主要な指標の精度が約20%向上したと発表した。

「この新しいAI技術は、ここ数十年で達成された予報精度の飛躍的な向上を基盤としています。2000年代初頭以降、より高度な衛星データが利用できるようになり、南北半球間の予報精度の差は解消されました」と、ECMWF事務局長のフローレンス・ラビエ氏は述べています。

以前、ECMWFは2023年10月にAIFSと呼ばれる独自のAI世界予測モデルも立ち上げました。

ワシントン・ポスト紙の取材に対し、気象学者マット・ランザ氏は、9月のハリケーン・フランシーヌに関するAIFSの予報を「非常識」と評した。「毎日、予報ツールとして使わないなんて、正気の沙汰ではない」とランザ氏はコメントした。

その後、ハリケーン・ミルトンの際には、AIFSはフロリダから13マイル（約21キロメートル）以内への上陸を予測しました。この偉業の後、気象学者のブライアン・ベネットはAIFSを「世界で最も正確なモデル」と称しました。

従来の気象予測モデルは膨大な計算能力を必要とし、高度なスキルを持つ人材によって運用されなければなりません。写真： 7wData

しかし、これはAIがこの分野を支配する時代の始まりに過ぎません。フィナンシャル・タイムズによると、第二世代の「エンドツーエンド」実験的AIシステムが登場し、さらに刺激的な可能性を秘めているとのことです。

これらのモデルは、データ同化のステップを省略し、衛星や気象観測所からの生の観測データと直接連携して、世界的および地域的な予報を生成します。

「突然、新しいセンサーを設置してそのデータを非常に迅速にモデルに取り込むことができるようになりました」と、チューリング研究所のスコット・ホスキング氏は述べています。ホスキング氏は、開発段階の異なるAI気象モデルが現在20～30種類ほど存在し、その数はわずか1年で急速に増加すると推定しています。

将来における気象学者の役割

世界が AI にますます依存するようになると、気象学者の役割はどうなるのか、というのが重要な疑問です。

にもかかわらず、気象庁の職員は、テクノロジーの進歩によって人間の仕事が奪われることはないと考えている。むしろ、気象学者は今後も必要とされ、これまで以上に重要になる可能性もある。

競合するAIモデル間の違いを評価し、生の予測数値を文脈に沿って解釈し、リスクレベルと軽減策を伝える上で批判的な立場を維持することが求められます。実際、異常事態に対処するためには、生のデータを収集し、分析する必要があります。

「テクノロジーは天気に対する私たちの理解を変革しています。しかし、それは長年確立されてきた予測方法に取って代わるものではなく、その強力な味方としてです。テクノロジーと気象予報はますます共生関係にあると私は考えています。私たちは、テクノロジーと気象予報がチームとして協力していく必要があるのです」とカースティン・デールは主張します。