如何通過人工智能的發(fā)展應(yīng)對環(huán)境變化

世界對大氣和海洋現(xiàn)象及其影響的準(zhǔn)確，可用的預(yù)測的需求從未如此強(qiáng)烈。氣候變化正在影響天氣模式，海平面上升，使越來越多的人面臨環(huán)境災(zāi)害的危險。同時，來自衛(wèi)星平臺，手機(jī)，聯(lián)網(wǎng)車輛和許多其他來源的建模系統(tǒng)和地球觀測的數(shù)量和質(zhì)量正在急劇增加，提供了大量的數(shù)據(jù)，以至只有自動化智能系統(tǒng)才能充分利用他們。

在確保健康和安全的同時，在有限的環(huán)境資源方面改善社會的長期可持續(xù)性是一個“ 邪惡的問題 ”，這個術(shù)語是用來描述現(xiàn)實世界中具有嚴(yán)重社會后果的挑戰(zhàn)，不能通過反復(fù)試驗來研究，并且可以沒有明確的解決方案。要有效解決這一嚴(yán)重問題，將需要新的人工智能(AI)方法來進(jìn)行知識發(fā)現(xiàn)和預(yù)測，該方法由研究和企業(yè)涉及的多個部門之間的融合協(xié)作驅(qū)動。

合作挖掘AI的潛力

目前，在地球系統(tǒng)的數(shù)值模型中僅使用了不到5%的可用環(huán)境觀測數(shù)據(jù)。更好地利用附加數(shù)據(jù)的模型，對于增進(jìn)我們對大氣和海洋現(xiàn)象及其影響的理解和預(yù)測能力，以及協(xié)助個人，企業(yè)和政府做出更好的決策以減少對人，生計，生態(tài)系統(tǒng)，和經(jīng)濟(jì)。

在整個觀察，預(yù)測和影響建模過程中，從預(yù)處理到后處理以及改進(jìn)預(yù)測，人工智能都已展示出其價值。借助圖形計算單元(GPU)和張量處理單元等最新的計算硬件創(chuàng)新以及AI方法本身的創(chuàng)新，AI有望通過開發(fā)未開發(fā)的環(huán)境觀測值和增強(qiáng)地球的功能來幫助我們利用大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的力量以經(jīng)濟(jì)有效的方式進(jìn)行系統(tǒng)建模。

開發(fā)AI方法將徹底改變我們對各種環(huán)境現(xiàn)象的理解和準(zhǔn)確預(yù)測的能力，并在此過程中滿足社會的需求，這需要跨研究和運(yùn)營部門做出一致的努力。每個部門都提供獨特的專業(yè)知識，資源和觀點，通過深入合作，可以帶來協(xié)同和實質(zhì)性的進(jìn)步。

從廣義上講，學(xué)術(shù)界提供了豐富的專業(yè)知識和研究計劃，借助政府或行業(yè)的資助，他們可以將精力集中在問題上多年。學(xué)術(shù)界還培訓(xùn)新一代的科學(xué)家，工程師和決策者。當(dāng)學(xué)生發(fā)展適當(dāng)?shù)目鐚W(xué)科知識和技能并獲得動手解決問題的經(jīng)驗時，行業(yè)和政府都將從中受益。

為了實現(xiàn)環(huán)境和公共衛(wèi)生目標(biāo)，政府應(yīng)制定和執(zhí)行以環(huán)境科學(xué)為依據(jù)的法律，政策和法規(guī)。他們?yōu)楸徽J(rèn)為對公共利益至關(guān)重要的科學(xué)研究與開發(fā)提供長期資金，并以其他方式無法實現(xiàn)的規(guī)模進(jìn)行協(xié)調(diào)。各國政府具有獨特的能力，可以部署大規(guī)模，長期可操作的環(huán)境傳感系統(tǒng)，例如雷達(dá)，衛(wèi)星和浮標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。在氣象企業(yè)內(nèi)部，聯(lián)邦政府還雇用和培訓(xùn)預(yù)報員，并且主要負(fù)責(zé)發(fā)布監(jiān)視和警告。

私營部門具有廣泛的影響力和利潤動機(jī)，可以迅速開發(fā)和實施新技術(shù)，以幫助人們，組織和政府做出更好的決策。與其他部門相比，私營部門通常可以更快地移動并且具有更大的靈活性，這可以加快適應(yīng)速度。但是，這種敏捷性通常是由季度財務(wù)報告驅(qū)動的，這可能使得很難將內(nèi)部資源投入到可能需要數(shù)年才能成熟的冗長的研究項目中。與學(xué)術(shù)界和政府合作可以使工業(yè)界發(fā)現(xiàn)具有較高實用價值的問題，為外部研究和開發(fā)提供資金和指導(dǎo)，并采用經(jīng)證明具有重要價值和廣泛用途的產(chǎn)品。許多私營公司還可以為合作者提供訪問獨特數(shù)據(jù)和計算資源的權(quán)限。