AI có thể dự báo các đợt nắng nóng ở châu Âu trước nhiều tuần
Để đạt được khả năng này, các nhà nghiên cứu đã huấn luyện hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) bằng các bộ dữ liệu tái tạo khí hậu cổ đại kéo dài gần hai thiên niên kỷ, từ năm 0 đến năm 1850.
Mùa hè ở châu Âu đang trở nên khắc nghiệt hơn: Nóng hơn, kéo dài hơn và nguy hiểm hơn. Tuy vậy, một tín hiệu lạc quan vừa xuất hiện khi một hệ thống AI mới có khả năng cảnh báo các đợt nắng nóng cực đoan trước tới bảy tuần.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Biến đổi Khí hậu châu Âu - Địa Trung Hải (CMCC) đã phát triển một mô hình học máy có khả năng dự báo chính xác và hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp hiện nay.
“Học máy sẽ trở thành nền tảng trong nghiên cứu biến đổi khí hậu” Tiến sĩ McAdam, tác giả nghiên cứu, nhận định.
“Nghiên cứu này chứng minh tính hữu ích của công nghệ trong dự báo các sự kiện cực đoan, nhưng đây mới chỉ là bước đầu tiên để định hình cách chúng ta sử dụng nó nhằm mang lại những kết quả dễ hiểu và có ý nghĩa về mặt vật lý”.
Lợi thế mới trong dự báo khí hậu
Các đợt nắng nóng tàn khốc vào các năm 2003, 2010 và 2022 đã cướp đi sinh mạng của hàng chục nghìn người, gây mất mùa, làm tăng vọt nhu cầu năng lượng và dẫn đến các cuộc khủng hoảng sức khỏe nghiêm trọng.
Giới khoa học cảnh báo rằng khi Trái Đất nóng lên, những sự kiện như vậy sẽ chỉ ngày càng kéo dài hơn, dữ dội hơn và thường xuyên hơn.
Một phân tích năm 2024 của tổ chức Climate Resilience for All cho thấy nắng nóng tại một số thành phố Nam Âu hiện kéo dài tới năm tháng mỗi năm, với nhiệt độ trên 32°C duy trì đến tận cuối mùa thu. Tại Tây Ban Nha, mùa hè năm nay được xếp vào nhóm nóng nhất trong lịch sử.
Không dừng lại ở đó, một nghiên cứu toàn cầu của World Weather Attribution và Climate Central cảnh báo rằng vào năm 2100, hành tinh có thể phải hứng chịu thêm gần hai tháng những ngày “siêu nóng” mỗi năm.
Trong bối cảnh đầy thách thức này, các nhà nghiên cứu cho rằng các hệ thống cảnh báo sớm đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ sinh mạng.
“Về nguyên tắc, những dự báo được thực hiện vào mùa xuân có thể cho biết liệu mùa hè sắp tới sẽ nóng hơn mức trung bình hay không”, Tiến sĩ McAdam cho biết. “Cảnh báo sớm về những mùa hè cực nóng có thể giúp xã hội chuẩn bị tốt hơn nhằm giảm thiểu thiệt hại kinh tế và hạn chế rủi ro cho con người”.
Để dự báo nắng nóng, hệ thống AI của CMCC đã phân tích khoảng 2.000 chỉ dấu khí hậu - từ nhiệt độ không khí, điều kiện đại dương đến độ ẩm đất - nhằm xác định các tín hiệu báo trước sự xuất hiện của các đợt nóng. Khi nhận diện được các mô hình then chốt, hệ thống có thể dự báo cho toàn châu Âu.
Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp này ngang bằng, thậm chí vượt trội một số hệ thống dự báo truyền thống, đặc biệt tại Bắc Âu. Nghiên cứu cũng cho thấy cả điều kiện địa phương lẫn các mô hình đại dương ở xa đều góp phần định hình các đợt nắng nóng.
Do dữ liệu thời tiết chi tiết chỉ có trong vài thập kỷ, các nhà khoa học đã huấn luyện AI bằng dữ liệu khí hậu mô phỏng từ năm 0 đến 1850, cung cấp cho mô hình hàng trăm “năm ảo” để học. Dù dựa trên dữ liệu tái tạo, AI vẫn dự báo chính xác các đợt nắng nóng giai đoạn 1993-2016.
Liệu AI có thể giúp việc dự báo dễ tiếp cận và phổ biến hơn không?
Trong khi các dự báo khí hậu truyền thống cần siêu máy tính chạy hàng ngày đến hàng tuần, hệ thống AI của CMCC có thể đưa ra dự báo với sức mạnh tính toán thấp hơn nhiều. Dù chưa tính đến chi phí môi trường (do AI tiêu thụ nhiều điện và nước) mô hình gọn nhẹ này vẫn mở ra khả năng tiếp cận rộng rãi hơn cho các viện nghiên cứu và cơ quan chính phủ.
Tiến sĩ McAdam cho biết phương pháp mới cho thấy học máy có thể tạo ra dự báo mùa đáng tin cậy “chỉ với một phần nhỏ tài nguyên tính toán”. Với khả năng cảnh báo nắng nóng cực đoan trước nhiều tuần, công nghệ này giúp châu Âu chuẩn bị tốt hơn: bảo vệ mùa màng, giảm tải lưới điện và hỗ trợ hệ thống y tế ứng phó kịp thời.
Nhóm nghiên cứu cũng tin rằng mô hình có thể điều chỉnh để dự báo các hiện tượng cực đoan khác như lũ lụt hoặc hạn hán, góp phần bảo vệ sinh mạng và tiết kiệm nguồn lực./.
