На протяжении десятилетий прогнозирование погоды было исключительной прерогативой огромных правительственных суперкомпьютеров, на которых запускались сложные уравнения, основанные на физике. Компания NVIDIA разрушила этот барьер, выпустив семейство открытых моделей и инструментов Earth-2 для прогнозирования погоды и климата с помощью ИИ, доступных практически любому — от технологических стартапов до национальных метеорологических агентств.
Демократизация метеорологической разведки
Исторически для запуска высокоточной модели погоды требовалась инфраструктура, которую могли себе позволить лишь немногие страны. Комплекс Earth-2 от NVIDIA меняет правила игры, предлагая «открытый стек» — набор предварительно обученных моделей, библиотек для вывода и рецептов настройки, доступных на таких платформах, как GitHub и Hugging Face.
Майк Притчард, директор по климатическому моделированию в NVIDIA, подчеркнул, что компания не становится поставщиком метеорологических услуг. Вместо этого они создают «фундаментальные строительные блоки», которые позволяют странам и компаниям создавать собственные суверенные системы прогнозирования.
«Суверенитет имеет значение. Погода — это вопрос национальной безопасности… Именно поэтому мы создали Earth-2 — первый в мире полностью открытый готовый к производству комплекс искусственного интеллекта для прогнозирования погоды». — Майк Притчард, NVIDIA
Встречайте новых тяжеловесов: Atlas, StormScope и HealDA
В анонсе представлены три конкретные модели, которые решают различные этапы прогнозирования: от обработки беспорядочных данных до прогнозирования штормов за несколько недель.
1. Earth-2 Medium Range (на базе Atlas)
Эта модель ориентирована на 15-дневный прогноз и использует новую архитектуру под названием Atlas. Она прогнозирует более 70 погодных переменных, включая ветер, влажность и давление, с высокой точностью.
* Производительность: в стандартных отраслевых тестах Atlas демонстрирует более высокие результаты, чем GenCast, текущая ведущая открытая модель, по подавляющему большинству переменных.
* Сдвиг: это возвращение к «простым, масштабируемым архитектурам Transformer», отказ от нишевых, специально разработанных решений искусственного интеллекта.
2. Earth-2 Nowcasting (на базе StormScope)
Это меняет правила игры для немедленного реагирования на стихийные бедствия. Модель StormScope фокусируется на окне от 0 до 6 часов, обеспечивая километровое разрешение локальных штормов.
* Почему это важно: это первая модель искусственного интеллекта, которая превосходит традиционные методы, основанные на физике, для краткосрочного прогнозирования осадков.
* Скорость: она генерирует прогнозы опасных погодных условий за минуты, давая экстренным службам критически важное время для реагирования.
* Суверенитет: поскольку модель обучается непосредственно на геостационарных спутниковых снимках, а не на региональных физических данных, её может развернуть любая страна с хорошим спутниковым покрытием.
3. Earth-2 Global Data Assimilation (на базе HealDA)
«Ассимиляция данных» — это процесс объединения беспорядочных спутниковых и аэростатных данных в согласованный снимок атмосферы для начала прогноза.
* Прорыв: традиционная ассимиляция потребляет почти 50% суперкомпьютерных циклов. Архитектура HealDA от NVIDIA выполняет эту задачу за минуты на графических процессорах, а не за часы на суперкомпьютерах.
* Результат: в сочетании с моделью Medium Range она обеспечивает наиболее квалифицированные прогнозы, когда-либо полученные из полностью основанного на ИИ конвейера.
Реальное влияние: от солнечной энергетики до риска ураганов
Комплекс Earth-2 уже используется крупными мировыми игроками, доказывая, что прогнозирование погоды с помощью ИИ готово к коммерческому и операционному использованию.
* Возобновляемая энергетика: TotalEnergies и GCL (крупнейший производитель солнечных материалов) используют Earth-2 для прогнозирования изменчивости солнечной и ветровой энергии. Для солнечных ферм точное прогнозирование облачности может существенно повлиять на торговлю на энергетическом рынке.
* Израильская метеорологическая служба: используя модель CorrDiff (часть семейства Earth-2), они достигли 90% сокращения времени вычислений при одновременном создании прогнозов высокого разрешения до восьми раз в день.
* Страхование и риски: AXA и S&P Global Energy используют скорость Earth-2 для запуска тысяч «контрфактических» сценариев. Моделируя тысячи лет гипотетических данных об ураганах, они могут лучше понять редкие, но серьёзные климатические явления, которые ещё не произошли, но могут произойти.
* Ежедневные операции: Brightband, поставщик инструментов искусственного интеллекта для прогнозирования погоды, уже интегрирует Earth-2 Medium Range для выдачи ежедневных глобальных прогнозов.
Суть
NVIDIA Earth-2 — это не просто технический апгрейд; это структурный сдвиг в том, как люди взаимодействуют с климатом. Снижая входной барьер, переходя от суперкомпьютеров стоимостью в несколько миллионов долларов к доступным GPU-ускоренным ИИ, NVIDIA создаёт будущее, в котором гиперлокальные прогнозы погоды с высокой точностью станут повсеместными.
По мере того как экстремальные погодные явления становятся всё более частыми, такие инструменты, как StormScope и Atlas, вероятно, станут важной инфраструктурой для правительств и отраслей по всему миру.
Earth-2 Medium Range и Nowcasting доступны на GitHub, Hugging Face и NVIDIA Earth2Studio. Ожидается, что Earth-2 Global Data Assimilation будет выпущена позже в этом году.
Чтобы узнать больше о том, как начать работу с этими моделями, разработчики могут посетить технический блог NVIDIA Earth-2.
1. Какие проблемы решает комплекс Earth-2 от NVIDIA в сфере прогнозирования погоды?
Комплекс Earth-2 от NVIDIA решает проблему высокой стоимости и недоступности инфраструктуры для запуска высокоточных моделей погоды. Он предлагает набор предварительно обученных моделей, библиотек для вывода и рецептов настройки, доступных на таких платформах, как GitHub и Hugging Face. Это позволяет использовать технологии прогнозирования погоды широкому кругу пользователей — от технологических стартапов до национальных метеорологических агентств.
2. Какие модели входят в комплекс Earth-2 и какие задачи они решают?
В комплекс Earth-2 входят три модели:
* Earth-2 Medium Range (на базе Atlas) ориентирована на 15-дневный прогноз и использует новую архитектуру под названием Atlas. Она прогнозирует более 70 погодных переменных, включая ветер, влажность и давление, с высокой точностью.
* Earth-2 Nowcasting (на базе StormScope) обеспечивает прогнозирование на окно от 0 до 6 часов, обеспечивая километровое разрешение локальных штормов.
* Earth-2 Global Data Assimilation (на базе HealDA) выполняет ассимиляцию данных — процесс объединения беспорядочных спутниковых и аэростатных данных в согласованный снимок атмосферы для начала прогноза.
3. Какие преимущества предоставляет комплекс Earth-2 для различных отраслей?
Комплекс Earth-2 предоставляет следующие преимущества для различных отраслей:
* Возобновляемая энергетика: точное прогнозирование облачности может существенно повлиять на торговлю на энергетическом рынке для солнечных ферм.
* Израильская метеорологическая служба: использование модели CorrDiff (часть семейства Earth-2) позволило достичь 90% сокращения времени вычислений при одновременном создании прогнозов высокого разрешения до восьми раз в день.
* Страхование и риски: моделирование тысяч лет гипотетических данных об ураганах позволяет лучше понять редкие, но серьёзные климатические явления, которые ещё не произошли, но могут произойти.
* Ежедневные операции: интеграция Earth-2 Medium Range для выдачи ежедневных глобальных прогнозов.
4. Какие компании уже используют комплекс Earth-2?
Крупные мировые игроки, такие как TotalEnergies и GCL (крупнейший производитель солнечных материалов), используют Earth-2 для прогнозирования изменчивости солнечной и ветровой энергии. Израильская метеорологическая служба также использует модель CorrDiff (часть семейства Earth-2). Кроме того, AXA и S&P Global Energy используют скорость Earth-2 для запуска тысяч «контрфактических» сценариев.
5. Какие перспективы у комплекса Earth-2 в будущем?
Ожидается, что по мере того как экстремальные погодные явления становятся всё более частыми, такие инструменты, как StormScope и Atlas, вероятно, станут важной инфраструктурой для правительств и отраслей по всему миру. Это свидетельствует о том, что Earth-2 имеет большой потенциал для дальнейшего развития и внедрения в различных сферах.