Une avancée révolutionnaire dans la prévision météorologique démontre le rôle central du Canada dans la formation de l’avenir de la science du climat. Co-développé par James Requeima, boursier postdoctoral du Vector Institute, le modèle de prévision météorologique Aardvark Weather habilité par l’IA promet de démocratiser l’accès à des prévisions météorologiques précises. À une époque d’incertitude climatique croissante, la capacité à prédire rapidement et avec précision les régimes météorologiques est cruciale. À l’échelle mondiale, Aardvark offre une solution plus rapide, moins coûteuse et plus précise que les systèmes conventionnels.

La percée

Présenté à l’origine dans l’article « End-to-end data-driven weather prediction », coécrit par Anna Allen, Stratis Markou, Will Tebbutt, Wessel P. Bruinsma, Tom R. Andersson, Michael Herzog, Nicholas D. Lane, Matthew Chantry, J. Scott Hosking et Richard E. Turner, et publié dans la revue Nature, Aardvark fournit des prévisions non seulement dix fois plus rapides que les systèmes conventionnels, mais nécessitent 1000 fois moins de puissance de calcul. Traditionnellement, il s’agissait de grandes équipes d’experts utilisant des superordinateurs, et une prévision météorologique précise peut maintenant être réalisée sur un ordinateur de bureau.

Aardvark Weather utilise un seul modèle d’apprentissage automatique qui :

• Traite directement les données brutes d’observation provenant de multiples sources, y compris des satellites, des stations météorologiques, des navires et des avions
• Élimine le besoin de traitement numérique intermédiaire
• Produit des prévisions mondiales et locales en une seule étape, en quelques minutes

Ce système de bout en bout y parvient en utilisant seulement 10% des données d’entrée requises par les systèmes traditionnels. Pourtant, cette efficacité ne compromet pas la précision – Aardvark a démontré des performances qui surpassent le système national de prévision GFS des États-Unis sur plusieurs indicateurs et rivalisent avec les prévisions du Service météorologique des États-Unis.

Pourquoi c’est important

En traitant des observations brutes provenant de stations météorologiques, de satellites et d’autres capteurs à travers le monde, Aardvark peut produire des prévisions mondiales et localisées avec jusqu’à 10 jours d’avance et faciliter un déploiement rapide.

La polyvalence du système le rend particulièrement précieux dans les contextes canadiens, que ce soit pour prévoir les feux de forêt en Colombie-Britannique ou anticiper les crues soudaines à Toronto. Cette adaptabilité pourrait transformer les stratégies d’intervention d’urgence et de résilience climatique à travers notre paysage géographique diversifié.

Applications concrètes

La capacité de l’Aardvark à créer des modèles de prévision météorologique personnalisés par IA pourrait transformer notre façon de relever les défis climatiques à travers le Canada, des événements météorologiques qui exigent une réponse immédiate aux schémas climatiques à long terme qui influencent les décisions politiques. Jusqu’à présent, les résultats ouvrent la voie à de meilleures prévisions pour :

• Prévention des feux de forêt : Des prévisions rapides et localisées pourraient aider les services d’incendie de la Colombie-Britannique à prévoir des conditions à haut risque plusieurs jours à l’avance
• Gestion des inondations : Des villes comme Toronto pourraient recevoir des avertissements plus tôt concernant d’éventuelles inondations soudaines
• Planification agricole : Les agriculteurs pouvaient accéder à des prévisions détaillées du microclimat pour des champs spécifiques
• Optimisation des énergies renouvelables : Les parcs éoliens pourraient mieux prédire le potentiel de production d’électricité

Cette accessibilité à des prévisions précises et localisées pourrait particulièrement bénéficier aux communautés éloignées et autochtones, leur fournissant des outils pour une meilleure adaptation climatique et une meilleure préparation aux situations d’urgence.

« L’approche d’apprentissage de bout en bout d’Aardvark Weather représente un changement de paradigme dans la prévision météorologique qui pourrait démocratiser l’accès à des prévisions précises à l’échelle mondiale », affirme Requeima. « Cette percée a des répercussions majeures non seulement pour la météorologie, mais aussi pour la résilience climatique dans les régions sans accès à une infrastructure de prévision sophistiquée. »

Comme le dit Requeima, la capacité du système à fonctionner avec des ressources informatiques minimales tout en maintenant une grande précision le rend particulièrement prometteuse pour élargir l’accès à la prévision météorologique avancée basée sur l’IA au-delà des limites institutionnelles traditionnelles, et a des implications importantes pour égaliser l’accès pour les pays en développement.

Alors que les changements climatiques présentent de nouveaux défis, des innovations comme Aardvark démontrent comment les talents canadiens en IA contribuent aux solutions mondiales. 

Aardvark Weather fait partie d’un portefeuille plus large d’innovations en IA axées sur le climat issues de Vector, puisque des collaborations antérieures avec BMO et Telus ont mené au développement de SegMate, une boîte d’outils d’IA open source utilisant des techniques de vision par ordinateur pour analyser des images satellites à des fins de surveillance environnementale, ainsi qu’au récent partenariat de Vector avec la Global AI Alliance for Climate Action avec Be Node.

Pour en savoir plus sur cette recherche révolutionnaire, lisez l’étude complète publiée dans Nature.