Нейросеть отличается от классических подходов тем, что дает высокую детализацию прогноза при минимальных временных и ресурсных затратах. Разработка ученых МФТИ и Института океанологии РАН должна существенно повысить точность метеопрогнозов для российского сектора Арктики и повысить безопасность на море.

Долгие годы метеорологи сталкивались с одной и той же дилеммой. Глобальные метеомодели работают быстро, но видят только крупные атмосферные структуры, пропуская мелкие вихри и локальные явления. Гидродинамические модели, напротив, если и отлавливают каждую деталь погодного процесса, то требуют такого объема вычислений, что результаты появляются спустя часы или даже дни. Для Арктики, где опасные погодные явления развиваются стремительно, такая задержка неприемлема.

Ученые МФТИ предположили, что выход существует. Они решили обучить нейросеть на результатах, полученных с помощью высокоточной гидродинамической модели WRF. В качестве тренировочного набора использовались данные о погоде над Баренцевым и Карским морями, собранные за период с 2015 по 2021 год. Идея была простой: если нейросеть усвоит закономерности, найденные сложными вычислениями, она сможет воспроизводить точные прогнозы за считанные секунды вместо часов.

Проверку пройти пришлось серьезную. Исследователи пустили обученную нейросеть в работу на данных 2022 и 2023 годов и сравнили ее предсказания с реальными наблюдениями, результатами модели WRF и прогнозами глобальной системы ERA5. Система не просто справилась с общими погодными колебаниями над Арктикой, но и воспроизвела так называемую новоземельскую бору — резкий холодный ветер, сдвигающийся с горных массивов Новой Земли и создающий серьезную угрозу для мореходства. 

По словам ученых, нейросеть значительно превзошла модель ERA5 в воспроизведении мелкомасштабных вихревых структур, а результаты почти полностью совпали с расчетами эталонной системы WRF. Главное здесь — скорость при сохранении качества.

Таким образом, с развитием технологий человечество постепенно перестает быть беззащитным перед стихией. Там, где несколько десятилетий назад мореходы полагались только на опыт и везение, теперь на помощь приходит искусственный интеллект, дающий драгоценные часы на эвакуацию, укрепление инфраструктуры и перепрограммирование работы платформ. Новая разработка российских ученых — это не просто инженерный успех, а средство спасения, которое может предотвратить трагедии и сохранить экономические активы в одном из самых суровых регионов планеты.