Araştırmacılar, yapay zekayı miladi 0 yılından 1850'ye uzanan söz konusu döneme ait antik iklimlerin yeniden kurgulanmış verileri ile eğitti.
Avrupa’nın yazları giderek daha sıcak, uzun ve ölümcül hale geliyor ancak yeni bir yapay zeka (AI) sistemi, aşırı sıcak dalgalarını 7 hafta önceden tahmin ederek bilim insanlarını uyarabiliyor.
Avrupa-Akdeniz İklim Değişikliği Merkezi (CMCC) araştırmacıları, mevcut yöntemlerden daha doğru ve verimli tahmin yapan bir makine öğrenimi modeli geliştirdi.
Communications Earth & Environment dergisinde yayınlanan bulgular, Avrupa’nın en büyük iklim tehditlerinden birine karşı hazırlığını köklü biçimde değiştirebilir.
Çalışmanın yazarı Dr. McAdam, “[Makine öğrenimi] iklim değişkenliğini inceleme biçimimizin temel bir parçası haline gelecek,” dedi.
“Bu çalışma, aşırı olayların öngörülmesinde [makine öğreniminin] işe yaradığını gösterdi ancak yorumlanabilir ve fiziksel olarak anlamlı sonuçlar elde etmek için bunu nasıl yapacağımızı tanımlama yolunda yalnızca bir ilk adım.”
Yapay zeka, iklim tahminlerinde yeni bir avantaj sunabilir
Sıcak hava dalgaları, Avrupa'nın en ölümcül iklim tehlikeleri arasında.
2003, 2010 ve 2022'deki yıkıcı sıcaklar on binlerce can kaybına, ürün kayıplarına, enerji talebinde sıçramalara ve ciddi sağlık krizlerine yol açtı. Bilim insanları, gezegen ısındıkça bu tür olayların daha uzun, daha şiddetli ve daha sık hale geldiği uyarısını yapıyor.
Climate Resilience for All'ın 2024 tarihli bir analizi, bazı Güney Avrupa kentlerinde sıcakların artık yılda 5 aya kadar sürdüğünü, sonbaharın ilerleyen dönemlerinde bile sıcaklıkların 32 santigrat derecenin üzerinde kaldığını ortaya koydu. Geçtiğimiz yaz, İspanya'nın en sıcak yazlarından biri olarak kayıtlara geçti.
Ancak World Weather Attribution ve Climate Central'ın küresel bir çalışması, 2100'e gelindiğinde gezegenin her yıl neredeyse 2 ay daha fazla “süper sıcak” günle karşı karşıya kalabileceği uyarısını yaptı.
Bu tablo karşısında, araştırmacılar erken uyarı sistemlerinin hayat kurtarabileceğini belirtiyor.
“İlkbaharda yapılan mevsimsel tahminler, ilke olarak, yazın ortalamadan daha sıcak olup olmayacağını söyleyebilir,” diyen McAdam, sözlerini şöyle sürdürdü: “Aşırı sıcak yazlara dair erken uyarılar, toplumun hazırlanmasına, ekonomik kayıpları azaltmaya ve can kaybı riskini düşürmeye yardımcı olabilir.”
Sistem nasıl çalışıyor
Tahminlerini oluşturmak için CMCC ekibinin yapay zekası, hava sıcaklığından okyanus koşullarına ve toprak nemine kadar uzanan yaklaşık 2 bin farklı iklim ipucunu tarıyor. Sıcak hava dalgalarının ne zaman ve nerede oluşma olasılığını en iyi işaret eden bileşimi buluyor. Bu kilit örüntüleri belirlediğinde sistem, Avrupa genelinde sıcak hava dalgası tahminleri üretebiliyor.
Araştırmacılara göre yaklaşımları, özellikle öngörü becerisinin uzun süredir sınırlı kaldığı Kuzey Avrupa'da, geleneksel tahmin sistemleriyle başa baş gidiyor, hatta bazı durumlarda onları geride bırakıyor.
Ayrıca, aşırı sıcağı en çok hangi çevresel değişkenlerin etkilediğine dair bilim insanlarına değerli tahminler sağlıyor.
Çalışma, hem yerel koşulların (toprağın ne kadar kuru olduğu, bölgenin hâlihazırda ne kadar ısındığı ve Avrupa üzerindeki hava hareketleri gibi) hem de uzak okyanus örüntülerinin Avrupa'nın ne zaman bir sıcak hava dalgası yaşayacağını belirlemede rol oynadığını ortaya koydu.
Ayrıntılı hava durumu kayıtları yalnızca birkaç on yıl geriye gidiyor. Bu nedenle araştırmacılar, 0'dan 1850'ye uzanan eski iklimlerin bilgisayar ortamında yeniden kurgulanmış verileri üzerinde yapay zekayı eğitti.
Bu, modele öğrenebileceği yüzlerce ek “sanal yıl” hava durumu verisi sağladı. Veriler gerçek gözlemlerden değil, simüle edilmiş bir gezegenden gelse de yapay zeka, öğrendiklerini günümüz koşullarına uygulayabildi ve 1993 ile 2016 arasında yaşanan gerçek sıcak hava dalgalarını doğru biçimde öngördü.
Yapay zeka tahminleri daha erişilebilir ve yaygın hale getirebilir mi?
Geleneksel iklim tahminleri, atmosferin karmaşık modellerini çalıştırmak için günler hatta haftalar alan dev süper bilgisayarlara dayanıyor. CMCC ekibi, kendi yapay zekâ sisteminin çok daha az hesaplama gücüyle tahmin üretebildiğini savunuyor.
Yine de yapay zeka sistemleri, arkasındaki veri merkezlerini çalıştırmak ve soğutmak için genellikle ciddi miktarda enerji ve su gerektiriyor. CMCC'nin raporu, kendi yapay zekâsının çevresel maliyetini hesaplamadı. Ancak salt rakamlar açısından bakıldığında, erişilebilirliği daha fazla araştırma grubunun ve kamu kurumunun bunu kullanmayı karşılayabileceği anlamına geliyor.
McAdam'ın açıkladığına göre yaklaşımları, makine öğreniminin eski yöntemlerin gerektirdiği hesaplama kaynaklarının “yalnızca çok küçük bir kısmını” kullanarak güvenilir mevsimsel tahminler üretebileceğini gösteriyor.
Aşırı sıcaklar henüz gelmeden haftalar önce isabetli uyarılar sağlayarak bu teknoloji, Avrupa'nın önceden plan yapmasına yardımcı olabilir. Ürünleri korumak, elektrik şebekeleri üzerindeki baskıyı azaltmak ve sağlık hizmetlerinin acil bakım talebindeki artışa hazırlanması için zaman kazandırmak mümkün olur.
Yapay zeka destekli bu aracın faydaları, diğer ölümcül olaylarda da can, zaman ve kaynak tasarrufu sağlayabilir. Araştırmacılar, aynı çerçevenin zamanla sel ya da kuraklık gibi diğer aşırı hava olaylarını öngörmek üzere uyarlanabileceğini düşünüyor.