Inteligencia artificial podría predecir El Niño con hasta 18 meses de anticipación

El temido El Niño golpea el globo cada 2 a 7 años.

A medida que las aguas cálidas en el Océano Pacífico tropical se desplazan hacia el este y los vientos alisios se debilitan, el patrón del clima se agita en la atmósfera, causando sequías en el sur de África, incendios forestales en América del Sur e inundaciones en la costa del Pacífico de América del Norte.

Los científicos del clima han luchado para predecir los eventos de El Niño con más de 1 año de anticipación, pero la inteligencia artificial (IA) ahora puede extender los pronósticos a 18 meses, según un nuevo estudio.

El trabajo podría ayudar a las personas en las regiones amenazadas a prepararse mejor para las sequías e inundaciones, por ejemplo, eligiendo qué cultivos plantar, dice William Hsieh, un científico del clima en Victoria, Canadá, que trabajó en los pronósticos tempranos de El Niño pero que no participó en el estudio actual.

Los pronósticos más largos podrían tener “grandes beneficios económicos”, dice.

Parte del problema con algunos pronósticos de El Niño es que dependen de un conjunto relativamente pequeño de estadísticas históricas para factores como la temperatura del océano.

Otros pronósticos utilizan modelos climáticos, pero luchan por crear imágenes detalladas del océano necesarias para pronósticos de largo alcance.

La nueva investigación utiliza un tipo de IA llamada red neuronal convolucional, que es experta en reconocer imágenes.

Por ejemplo, la red neuronal se puede entrenar para reconocer a los gatos en las fotos mediante la identificación de características compartidas por todos los gatos, como bigotes y cuatro patas.

En este caso, los investigadores capacitaron a la red neuronal en imágenes globales de las temperaturas históricas de la superficie del mar y las temperaturas de las profundidades del océano para aprender cómo correspondían a la futura aparición de eventos de El Niño.

Dichas redes neuronales necesitan una gran cantidad de imágenes de entrenamiento antes de poder identificar patrones subyacentes.

Para evitar la escasez de datos históricos de El Niño, los científicos alimentaron las recreaciones del programa de las condiciones oceánicas históricas producidas por un conjunto de modelos climáticos acreditados, que se usan con frecuencia para estudiar el cambio climático, dice el autor principal del estudio, Yoo-Geun Ham. , científico del clima en la Universidad Nacional de Chonnam en Gwangju, Corea del Sur.

Como resultado, los científicos podrían mostrar al sistema informático no solo un conjunto de datos históricos reales, que abarcan desde 1871 hasta 1973, sino varios miles de simulaciones de esos mismos datos por los modelos climáticos.

Cuando se probó con datos reales de 1984 a 2017, el programa pudo predecir los estados de El Niño hasta 18 meses, informa el equipo en Nature.

El programa distaba mucho de ser perfecto: solo tenía un 74% de precisión para predecir los eventos de El Niño a 1,5 años en el futuro.

Pero eso es aún mejor que el mejor modelo actual, que tiene solo un 56% de precisión para ese período de tiempo, dice Ham.

La IA también demostró ser más experta en identificar qué parte del Pacífico se calentaría más.

Eso tiene implicaciones en el mundo real, porque El Niño, centrado en el Pacífico oriental, más cerca de América del Sur, se traduce en temperaturas de agua más cálidas en el Pacífico norte y más lluvia inductora de inundaciones en las Américas, en comparación con El Niño que está más alejado Oeste.

El uso de los modelos climáticos para crear datos de entrenamiento adicionales es una forma inteligente de evitar las deficiencias de otros enfoques, dice Hsieh.

Parece un avance suficiente como para que se pueda implementar para pronósticos reales, dice.

Pero no está claro cuánto beneficio en el mundo real se obtendrá al impulsar los pronósticos más allá de 1 año, advierte Stephen Zebiak, científico climático y experto en modelos de El Niño del Instituto Internacional de Investigación para el Clima y la Sociedad de la Universidad de Columbia en Palisades, Nueva York.

“El tipo de tiempo de entrega que es procesable es probablemente menos de un año”, porque es poco probable que los tomadores de decisiones tomen medidas con mayor anticipación, dice.

Los investigadores ya han comenzado a emitir pronósticos que se extenderán hasta 2021, y predicen un probable evento de La Niña, el opuesto más frío de El Niño, que puede generar monzones y sequías más pesados.

Pero las principales agencias de pronóstico del gobierno aún no están considerando las predicciones del grupo.

Ham dice que él y sus colegas están ajustando el modelo para extender aún más el pronóstico.

Mientras tanto, dice que su equipo ahora está trabajando para mejorar los pronósticos para otro patrón oceánico, el Dipolo del Océano Índico.

Esa fluctuación en las temperaturas oceánicas puede influir en la lluvia y los ciclones tropicales en Asia y Australia.

Fuente: Science Mag