Amikor a mesterséges intelligencia “folyik a csapból is”, és egyre nagyobb az igény a pontos időjárás előrejelzésekre, akkor nagyon is időszerű megnézni, hol tart a szakma, és mit várhatunk tőle a következő években. Vajon az MI elveszi a meteorológusok munkáját is, cserébe pedig percre pontosan tudjuk majd, mikor ered el az eső?
Rohamtempó
A meteorológiai előrejelzések közismerten bizonytalansággal terheltek, a beváláson azonban mindenképp javítanunk kell, ugyanis egyre több gazdasági szereplő támaszkodik szeretett tudományunkra, és a társadalom elvárásai is szüntelenül növekednek. Bár a fejlődés az elmúlt évtizedekben a számítási kapacitás javulása miatt töretlen volt, ez sem képes tartani a tempót az igények gyarapodásával. A manapság slágertémának számító mesterséges intelligencia persze már itt is megvetette a lábát, de hogy egyszer képes lesz-e teljesen kiszorítani az emberi munkaerőt, az még kérdéses.
Nem csak előrejelzés
Ha arra vagyunk kíváncsiak, a jövőben merre fejlődik tovább a meteorológia, mindenekelőtt tisztáznunk kell, hogy ez a tudomány nem csak az időjárás előrejelzéséből áll. Műszerek készítése, kalibrálása, karbantartása, a bonyolult műholdas és radar adatok feldolgozása, hibakorrekciója, a még bonyolultabb időjárás előrejelző modellek fejlesztése, a szuperszámítógépek kezelése, karbantartása, éghajlati szimulációk készítése, a légiközlekedés kiszolgálása, a múltbeli mérések digitalizálása, hibaszűrése – a sort pedig még lehetne folytatni.
A puzzle szinte minden elemére szükség van ahhoz, hogy mind az átlag felhasználó számára készülő, mind a legkülönlegesebb paramétereket tartalmazó speciális előrejelzések megfelelő minőségűek legyenek, és várhatóan mindenhol komoly változásokat látunk majd a következő évtizedekben.
Lássuk, melyek lehetnek ezek!
Béka helyett gépek kellenek
Modern meteorológiáról nagyjából a második világháború óta beszélhetünk, ugyanis akkortájt nyílt meg a lehetőség arra, hogy az épp csak megalkotott számítógépeken értelmes (tehát kellően rövid) idő alatt megoldják a légköri mozgásokat leíró egyenleteket. Azóta a tudományág gerincét az adja, hogy ezeket az egyenleteket tökéletesítsék, a számítógépes megoldási procedúrát minél pontosabbá és gyorsabbá tegyék, az eredményül kapott adatokat pedig minél alaposabban dolgozzák fel.
Ökölszabályként azt szoktuk mondani, hogy 10 évente 1 napot javul ennek köszönhetően a beválás, tehát amilyen pontosan tudtak 1980-ban a második napra prognózist készíteni, úgy megy az manapság a hatodikra. Lássuk be, ez szép teljesítmény!
Mindez tehát köszönhető egyrészt a számítógépek tagadhatatlan fejlődésének – gondoljunk bele, ma már a zsebünkben, sőt, akár a csuklónkon is elfér egy! -, másrészt a mérések gyarapodásának.
Jó mérések is kellenek
Ahhoz, hogy jó előrejelzést készítsünk, ismernünk kell a légkör aktuális, “kiinduló” állapotát. Ha nem tudjuk megmondani, hogy a Csendes-óceán közepén 5 km magasan hány fok van, akkor erre szinte esélyünk sincs. Ma már a műholdaknak köszönhetően a légkör szinte minden pontját feltérképezhetjük bizonyos pontossággal, ami még mindig nem elég ahhoz, hogy percre pontosan meg tudjuk mondani, mikor ered el holnap egy adott falu adott utcájában az eső, de ahhoz igen, hogy megmondjuk, milyen eséllyel szakadhat le az ég a kérdéses régióban.
A mérőhálózat fejlődésének íve a jövőben azonban nem teljesen egyértelmű. Alig van már olyan állomás, ahol szakképzett észlelő lát el szolgálatot, ezzel pedig átmenetileg elveszítettünk olyan információkat, amelyeket jelenleg csak az emberi szem képes detektálni. Idővel viszont telepíthetők olyan műszerek, amelyek a legtöbb ilyen hiányt pótolják, és erre nyugodtan mondhatjuk, hogy mindössze pénz kérdése.
A másik zászlóshajó, mint írtuk, a műholdas adatok sokasága, de veszélyek itt is vannak. Bár egyre több odafent a keringő fémdoboz, de ahogy az az 5G technológia térnyerésekor is világossá vált, a minden téren növekvő igények előbb-utóbb oda vezetnek, hogy az elektromágneses frekvenciatartomány szinte egészét elfoglaljuk, így aztán komoly összeütközések, érdekellentétek alakulhatnak ki. Ha például az 5G fontosabbá válik, mint a meteorológiai műholdak által szolgáltatott adatok, akkor könnyen lehet, hogy az előrejelzések minősége 10 évet esik vissza, ami sokak számára tragikus lenne.
A megoldhatatlan feladat
Tegyük most fel, hogy nem “bántják” majd a méréseket, és kellő anyagi fedezet is rendelkezésre áll ahhoz, hogy a hálózatot továbbfejlesszék. Ebben az esetben a következő komoly lépcsőfok, amelyet meg kell lépni, a számítógépes modellek, tehát az összetett programok, algoritmusok pontosítása. Jelenleg ugyanis a modellek felbontása alapvetően meghatározza az előrejelzés pontosságát. A légkör jövőbeli állapotának kiszámítása ugyanis csak úgy lehetséges, ha a Földet egy képzeletbeli rácshálóval borítjuk be, és a fontos állapothatározókat (hőmérséklet, szél, légnedvesség stb.) ezekben a pontokban adjuk meg. Ennek következménye, hogy a rácsháló egy köztes pontjában valójában nem tudjuk pontosan, hány fok lesz és merről fúj a szél, arra csak úgy tudunk következtetni, ha megnézzük a környező pontok értékeit. Minél sűrűbb viszont ez a rács, annál pontosabb becslést tudunk adni.
Egy példa: ha a Debrecenben várható hőmérsékletet kéne megmondanunk, pontosabb választ adnánk akkor, ha ismernénk a hajdúszoboszlói és hajdúböszörményi méréseket, mint akkor, ha csak a nyíregyházit és békéscsabait.
Minél gyorsabb processzorok kerülnek a szuperszámítógépekbe, annál jobb felbontás érhető el, és ezt a folyamatot láttuk is az elmúlt évtizedekben. Itt jelentős áttörés akkor jöhet, ha ugrásszerűen gyorsulna a technika fejlődése, például az úgynevezett kvantumszámítógépek vennék át a főszerepet. Ebben az esetben a mostani legjobb esetben vett 1-2 km-es felbontás helyett akár 50-100 méteres pontosság is elképzelhető lenne, ami részletes mérésekkel kiegészülve olyan drasztikus javulást hozna, amiről most még csak álmodozunk.
Emberi tényező
Rendben, egyszer az idilli jövőben műholdak pásztázzák a légkör minden egyes négyzetméterét, majd kvantumszámítógépek seperc alatt kiköpik nekünk a másnapi előrejelzést tartalmazó adathalmazt. A folyamatban viszont még kétségtelenül jó ideig szerepel majd az ember, aki az adatokat ideális esetben ellenőrzi, a hibákat kiszűri, korrigálja, végül pedig az eredményeket interpretálja, azaz elmagyarázza, hogy egy adott objektum hogyan hat majd a mindennapi életünkre, érdemes-e melegebben öltözni vagy épp óvóhelyre húzódni.
Elveszi a munkánkat a gép?
Ugyanakkor egyre többen kérdezik – joggal -, hogy a mesterséges intelligencia nem lenne-e képes besegíteni nekünk, neadjisten teljesen kiszorítani az emberi tényezőt az előrejelzési folyamatból? A válasz nem könnyű. Teljesen egyértelmű, hogy ez az irány, ráadásul ez egy kívánatos irány, és már most is erre tartunk. Bőven vannak már kutatások, amelyek igyekeznek a meteorológiai modellek eredményeit utófeldolgozás útján javítani, és ehhez bizony tanuló algoritmusokat használnak. Az eredmények pedig bíztatók, de egyelőre távol állunk attól, hogy teljesen feleslegessé tegyék a szakembereket.
Egyes paraméterek esetén, például a napi csúcshőmérséklet előrejelzése során 5-10%-os javulás is elérhető, elsősorban a szisztematikus hibák kiküszöbölésével, de bizonyos helyzetekben az emberi szem és tapasztalat ennél sokkalta jobb teljesítményre is képes.
Jelenleg arról beszélhetünk, hogy a kettő együttes alkalmazásával elkerülhetővé válhatnak bizonyos notórius tévedések, illetve minimaizálható az emberi jelenlétből adódó esetleges hiba mértéke is. Igen, hiszen mivel mégiscsak emberekről beszélünk, ez nem mindig jelent automatikusan jót, hiszen míg egy gépnek nincs jó vagy rossz napja, addig nekünk van, és előfordulhat, hogy egy nyűgös szolgálat során nem minden döntést sikerül a lehető legjobban meghozni, még akkor sem, ha a törekvés és szándék megkérdőjelezhetetlen.
A kérdés csak az, mikor
A mesterséges intelligencia biztosan fejlődik a következő években, az így megnyíló lehetőségek pedig egyelőre beláthatatlanok. Elképzelhető, hogy idővel sikerül mindazt a folyamatot programkóddal leírni, ami most egy előrejelző fejében lejátszódik, és amint ide elérünk, összekapcsolva az algoritmus által szintén könnyen hozzáférhető több évtizedes mérési adatbázissal, eredményül egy olyan szuper-előrejelzőt kapunk, aki nemcsak, hogy mindig a lehető legjobb döntéseket hozza meg, de ráadásként a “fejében van” minden eddigi ismert és analóg időjárási helyzet is.
Ez egy kicsit sem irreális jövőkép, semmi sci-fi nincs benne, a kérdés inkább csak a “mikor”. Miközben azonban a nagy techcégek gyakorlatilag már gondolatolvasásra is képesek, és hihetetlen erőforrásokat vetnek be annak érdekében, hogy kitalálják, melyik macskás videó tart minket tovább online, melyik reklámban látott cipő szívünk igazi vágya, addig ez az érdek úgy tűnik, ilyen vehemenciával még nem jelent meg a légkörtudományokban.
Az MI modellek más iskolába járnak
Változásokat azonban már láthatunk, a techóriások is lassan rájönnek, milyen anyagi lehetőségek rejlenek egy jó időjárás előrejelzésben, a jelenlegi általános megközelítés azonban nem az előrejelzőket hivatott kiváltani, sokkal inkább magukat a modelleket. Az operatív MI modell verziók ugyanis nem légkörfizikát tanulnak, hanem a múltbeli eseményekből próbálnak meg mintázatokat felismerni, és analógiák alapján készítenek előrejelzést. A tanuló adatbázis, a mérések pontatlansága, és még néhány szakmai finomság miatt azonban továbbra is több helyen kaphat léket a pontos előrejelzés illúziója, ezért nem látunk még tömeges elbocsátásokat a meteorológiai intézeteknél.
Marad még feladat
De ha a nagy áttörés meg is történik, a meteorológusnak akkor sem kell feltétlen csomagolnia. Két potenciális fejlődési irány ugyanis még mindig lesz.
Az egyik maga az informatika
A modellek nem a fán teremnek, ahogy a tanuló algoritmusok sem (bár ezek idővel képesek lehetnek önmagukat is leprogramozni). Míg programozóból sok van, és meteorológusból sem kevés, addig olyanokból, akik magas szinten értenek mindkét diszciplínához, már jóval kevesebb. A képzést ezért célszerű lenne ebbe az irányba elmozdítani, vagy ha ez nem történik meg felülről vezérelve, a piac majd várhatóan megteremti magának azt a munkaerőt, aki képes ellátni ezt az összekötő feladatot.
Az időjós másik mentsvára a tájékoztatás
Jelenleg is sokakat foglalkoztat a média, és túlzás nélkül állíthatjuk, hogy az egész előrejelzési folyamat egyik legsarkalatosabb pontja, amikor a számok, piktogramok valamilyen szöveg kíséretében eljutnak a felhasználóhoz.
Márpedig hiába a kvantumszámítógép, hiába a sok száz műhold, hiába a mesterséges intelligencia, ha egy kattintásvadász cikk címe teljesen félrevezető információt ad az olvasónak, aki pedig nagy eséllyel nem is mélyed el jobban az előrejelzésben. A befogadó figyelméért folytatott küzdelem mindenképp nagy, ahhoz pedig, hogy a 30 másodperces, vagy jó esetben másfél-2 perces műsoridőt releváns meteorológiai információval sikerüljön megtölteni, még jó ideig szükség lesz gyakorlott, a szakmához közel álló emberekre.
A másik nagy kérdéskör
Bár előrejelzőként az előrejelzésekre van leginkább rálátásunk, és téged is jó eséllyel ez érdekel leginkább, ezért eme cikk nagy részét is ez a téma tölti ki. Ahogy azonban fentebb is írtuk, a meteorológia sokrétű, így érdemes néhány szóban arra is kitérni, mi várható például a másik fontos tudományterület, a klímakutatás terén.
Akár azt is gondolhatnánk, hogy az éghajlatváltozás már bizonyított tény, a szakik hátradőlhetnek, és nézhetik, hogyan nem tesznek semmit a döntéshozók a legrosszabb forgatókönyvek elkerülése érdekében. Azonban ők sem szeretnének munka nélkül maradni, így a kutatások folytatódnak. Persze a viccet félretéve, van is min dolgozni. A korábban már említett meteorológiai előrejelző modellek fejlesztésére a több évtizedes klímaprojekciók során is szükség van. Már most is folynak kísérletek, ahol igyekeznek minden lehetséges földi folyamatot figyelembe venni, azok kölcsönhatásait leírni, ráadásul mindezt hihetetlen részletességgel kiszámítani.
További kihívás az éghajlatváltozást kutatók számára azon jelenségek leírása, amikor több, akár egyenként is veszélyes esemény együttesen fordul elő. Egész biztos, hogy a jövőben is számos ilyet látunk – sajnos.
Végül pedig ne feledkezzünk meg arról, hogy a klímaelőrejelzések olyan forgatókönyveken alapulnak, amelyek igyekeznek a világ nagy gazdasági döntéseit is figyelembe venni. Ha a korábbinál feltételezetthez képest jobb vagy rosszabb irányba indulunk el, akkor bizony a számításokat újra el kell végezni, ez pedig még sokáig munkát ad majd a kollégáknak.
