Для прогноза ветров в Арктике специалисты используют глобальные метеорологические модели и детальные физические симуляции. Однако первые выдают размытую картину, а вторые требуют колоссальных вычислительных затрат.
Решение этой проблемы предложили ученые Московского физико-технического института и Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН. Они разработали нейросеть для точного и быстрого моделирования экстремальных погодных явлений в Арктике, которая сочетает в себе высокую точность и рекордную скорость.
Система детализирует данные мировых метеослужб, выявляя опасные вихри и штормы с точностью ресурсоемких физических моделей, но в 50 раз быстрее. Она обучена на данных высокоточной гидродинамической модели WRF*. Она преобразует «размытые» глобальные прогнозы в детализированную картину ветров для Баренцева и Карского морей почти мгновенно, с минимальной потерей качества. Ее эффективность доказали на примере новоземельской боры в феврале 2022 года: нейросеть, как и WRF, четко воспроизвела структуру и силу этого опасного ветра на всем западном побережье Новой Земли, в отличие от слабого сигнала в ERA5**.
Количество вихревых структур в данных нейросети почти совпадает с эталонной моделью WRF (разница менее 3%), в то время как глобальный прогноз ERA5 недооценивает количество таких явлений примерно в два раза.
Результаты моделирования скорости ветра нейросетью ближе к данным метеостанций, чем прогнозы ERA5 или GFS. Рассчитанная на ее основе высота волн также совпадает с измерениями буев с точностью модели WRF. Разработка открывает путь к более надежному и экономичному оперативному прогнозированию экстремальных явлений для безопасности судоходства и инфраструктуры в Арктике.
*WRF (Weather Research and Forecasting Model) — современная высокодетальная гидродинамическая модель атмосферы, используемая для научных исследований и оперативного прогнозирования.
**ERA5 — глобальный набор данных об атмосфере, суше и океане, созданный путем ассимиляции исторических наблюдений в модель, что дает полную и согласованную картину климата.
Ранее Наука Mail писала о том, что российские ученые представили систему прогнозирования ледовой обстановки.
