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・タイムズによれば、AIは雲のパターン、降雨量、気温を予測する能力の向上に役立っているという。具体的には、数時間以内の超高精度な瞬間予報から、中期（3～15日）まで予報範囲を拡大し、季節未満レベル（2週間～2か月）の天気予報も可能になりました。

「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、天気予報は数値天気予報に大きく依存していましたが、これはスーパーコンピューターが何百万もの観測結果をリアルタイムで処理する複雑な計算プロセスでした。先駆的な気象 AI システムでは、依然として集中的なデータ同化が必要ですが、その後、機械学習を使用して予測を行います。

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。

初期の結果は非常に有望です。欧州中期予報センター（ECMWF）は、2月に導入した初の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。

気象学者マット・ランザ氏はワシントンポスト紙に対し、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」だと述べた。「これを予測ツールキットに毎日使用しないのはおかしい」と専門家はコメントした。

その後、ハリケーン・ミルトンについては、AIFS はフロリダに到達するわずか 21 km 手前で上陸地点を示した。この成果を受けて、気象学者のブライアン・ベネット氏は AIFS を「世界史上最も正確なモデル」と評しました。

従来の天気予報モデルは大きな計算能力を必要とし、高度なスキルを持つ人々によって操作されなければなりません。写真: 7wData.

しかし、それは AI がこの分野を支配する時代の始まりに過ぎませんでした。フィナンシャル・タイムズによると、第2世代の「エンドツーエンド」実験的AIシステムが登場しており、さらに刺激的な可能性を秘めているとのことだ。

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・ホスキング氏は言う。ホスキング氏は、さまざまな開発段階にある AI 気象モデルが約 20 ～ 30 種類あり、その数はわずか 1 年で急速に増加するだろうと見積もっています。

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。

それにもかかわらず、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失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かもしれない。

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当てはめるという重要な役割を維持し、リスクレベルと軽減策を伝える必要があります。実際には、生データを収集し、異常がないかチェック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。