Системы ИИ предсказывают пыльные бури с более высокой точностью в Азии

Весна считается прекрасным сезоном по всему миру, но многие азиатские страны ежегодно сталкиваются с проблемой пыльных бурь весной. В марте некоторые районы Китая столкнулись с той же проблемой, когда жителям было сказано не выходить из дома, так как будут дуть быстрые ветры со скоростью до 100 километров в час.

Сначала Внутренняя Монголия в Китае пострадала от пыльной бури, а затем Пекин, где было выдано предупреждение закрыть окна и оставаться внутри, так как пыль достигла города после прохождения через равнины Внутренней Монголии в Китае и некоторые районы Монголии. Во многих случаях видимость снижалась до менее чем 90 метров во время бурь, когда небо становилось желтым и мрачным.

Китайские метеорологи и ученые разработали несколько систем прогнозирования за прошедшие годы, начиная с 1990-х годов. Но они усиливают свои усилия, чтобы лучше понимать и получать более точную информацию о том, откуда сначала поднимается пыль, в каком количестве и как она меняется в пути по мере продвижения бури из одного района в другой. Системы, на которые они полагаются, не лишены собственных ошибок, как и все системы.

Азиатские исследователи и ученые используют климатическое моделирование и теперь искусственный интеллект для получения лучших оценок и прогнозов этого явления, с которым они сталкиваются каждый год. Эти климатические условия имеют экономические последствия, и с лучшими прогнозами можно экономить миллионы долларов каждый год. По оценкам, только за один квартал убытки могут достигать более 4 миллионов долларов, включая ущерб инфраструктуре, фермам и жилым单元ам.

Причины, источники и последствия

Сахара в Африке, крупнейшая пустыня в мире, также является крупнейшим источником песка для этих бурь. В Азии одной из крупнейших источников является пустыня Гоби, которая частично расположена в Монголии и частично в Китае. Теперь ученые работают над решениями для прогнозирования песчаных бурь на основе искусственного интеллекта. Китайские исследователи уже имеют значительные данные о песчаных бурях, которые они используют для прогнозирования, используя спутники и наземные наблюдательные центры, а также данные из моделей симуляции различных типов.

Когда быстрые ветры дуют над сухими районами, они поднимают пылевые частицы с земли в воздух, иногда на высоту до 1500 метров, и переносят их из одного района в другой. По словам экспертов, быстро движущаяся комбинация пыли и воздуха может преодолевать довольно большие расстояния. Они также переносят бактерии и металлические частицы, которые токсичны, вместе с пылью; эта комбинация довольно вредна для здоровья людей и окружающей среды.

Во время этих бурь уровень смертности увеличивается не только из-за аварий, вызванных ветром, но и из-за сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний. Смертность от сердечно-сосудистых проблем увеличивается на 25%, а от респираторных проблем — на 18 процентов.

За этими пыльными бурями также есть климатическая стоимость: оценки показывают, что они снижают водные и почвенные ресурсы, что может привести к снижению урожайности. Монголия оценивает снижение урожайности своих культур на 24% из-за этих бурь. В глобальном масштабе ежегодно песчаными бурями затрагивается 334 миллиона человек.

Системы ИИ для прогнозирования пыльных бурь

Китайские системы ИИ могут прогнозировать пыльные бури в 13 странах Азии, включая Китай, Таджикистан и Пакистан, за 12 часов и с почасовой точностью. Когда они начали испытания в прошлом году, системы на основе ИИ показали лучшие результаты по сравнению с системами без ИИ, с на 13% меньшим количеством ошибок. Исследователи также работают над внедрением этих систем в мобильные приложения для общественного получения своевременных прогнозов пыльных бурь и предупреждений.

Китайские ученые также разработали систему под названием DAPS (Dust Assimilation and Prediction System). Эта система может предоставлять прогнозы на 48 часов. Система использует ассимиляцию данных, в процессе которой наблюдательные данные интегрируются с расчетами AI модели для повышения точности прогнозов. Этот процесс стал почти автоматическим. Для прогнозов используются алгоритмы глубокого обучения, устраняющие смещение в наблюдательных данных. Система полезна для предоставления прогнозов для Китая, Монголии, Японии, Южной Кореи и Северной Кореи, с подробностями о том, насколько плотной может быть буря и как пыль будет распространяться по разным районам.

Изменение климата также играет роль в ухудшении погодных условий, но арктическое усиление, которое изменяет модели циркуляции ветра и является метеорологическим явлением, снизило уровень пыли в Южной и Западной Азии. Но то же самое явление ухудшило условия с пылью в Пакистане, где Карачи и Лахор, два его крупных города, сталкиваются с ухудшением качества воздуха, часто оказываясь среди самых токсичных и в топ-10 в мире.

Лесопосадки играют важную роль в контроле опустынивания земель, которое является основной причиной пыльных бурь. Согласны с тем, что пыльные бури в основном затрагивают удаленные районы с меньшим уровнем развития. Усилия по борьбе с опустыниванием должны быть улучшены при поддержке правительства для снижения воздействия бурь и уменьшения уровня пыли, наряду с технологическим прогрессом.