São Paulo, 2 de outubro de 2024 – A IBM (NYSE: IBM ) anunciou hoje um novo modelo de base de IA para uma variedade de casos de uso de clima e tempo, disponível em código aberto para as comunidades científica, de desenvolvedores e empresas. Desenvolvido pela IBM e pela NASA, com contribuições do Oak Ridge National Laboratory, o modelo oferece uma maneira flexível e escalável de abordar uma variedade de desafios climáticos de curto prazo, bem como realizar projeções climáticas de longo prazo.

Devido ao sistema de design e treinamento exclusivo, o modelo fundacional meteorológico e climático podem abordar muito mais usos do que os modelos meteorológicos de IA existentes, como descrito em um Artigo recentemente publicado em arXiv, "Prithvi WxC: Modelo fundacional meteorológico e climático". As aplicações potenciais incluem a criação de previsões específicas baseadas em observações locais, detecção e previsão de padrões climatizados severos, melhoria na resolução espacial das simulações climáticas globais e melhoraria na forma como os processos físicos são representados em modelos numéricos de tempo e clima. Em um experimento citado no artigo acima, o modelo fundacional reconstruiu com precisão as temperaturas da superfície global a partir de uma amostra aleatória de apenas 5% dos dados originais, sugerindo uma aplicação mais ampla a problemas de assimilação de dados.

Este modelo foi pré-treinado por 40 anos com base nos dados de observação da Terra da Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications, version 2 (MERRA-2) da NASA. Como um modelo de base, ele tem uma arquitetura única que permite que seja ajustado para escalas globais, regionais e locais. Essa flexibilidade o torna adequado para uma variedade de estudos meteorológicos.

Este modelo fundacional está disponível para download na plataforma de colaboração Hugging Face, com duas versões otimizadas que abordam aplicações científicas e específicas do setor:

• Redução de escala de dados climáticos e meteorológicos: uma prática meteorológica comum é a redução de escala — inferir saídas de alta resolução a partir de variáveis  de baixa resolução. Entradas de dados típicas incluem temperatura, precipitação e ventos de superfície, todos os quais podem ter resoluções variadas. O modelo pode representar dados climáticos e meteorológicos em resolução de até 12 vezes, gerando previsões localizadas e projeções climáticas. O modelo de redução de escala ajustado está disponível na página do IBM Granite no Hugging Face.
• Parametrização de ondas gravitacionais: as ondas gravitacionais são onipresentes em toda a atmosfera e podem afetar muitos processos atmosféricos relacionados ao clima e ao tempo, como a formação de nuvens e a turbulência de aeronaves. Tradicionalmente, os modelos climáticos numéricos existentes não capturaram suficientemente as ondas gravitacionais – o que leva a incertezas em termos de como exatamente as ondas gravitacionais podem afetar os processos climáticos. Este modelo de fundação de clima e tempo pode ajudar os cientistas a estimar melhor a geração de ondas gravitacionais, para melhorar a precisão dos modelos climáticos e meteorológicos numéricos e restringir a incerteza ao simular eventos climáticos e meteorológicos futuros. Este modelo de parametrização de ondas gravitacionais está sendo lançado como parte da família de modelos NASA-IBM Prithvi no Hugging Face.

"Conduzir as ciências da Terra da NASA para o benefício da humanidade significa oferecer ciência prática de maneiras que são úteis para pessoas, organizações e comunidades.  As mudanças rápidas que estamos testemunhando em nosso planeta demandam essa estratégia para enfrentar a urgência do momento, " disse Karen St. Germain, diretora da Divisão de Ciência da Terra na Diretoria de Missão Científica da NASA.  "O modelo de fundação da NASA nos ajudará a produzir uma ferramenta que as pessoas possam usar: projeções climáticas, sazonais e meteorológicas para ajudar a fundamentar decisões sobre como preparar, responder e mitigar."

"Neste espaço, surgiram grandes modelos de IA que se concentram em um conjunto de dados fixos e um único caso de uso, principalmente previsões. Projetamos nosso modelo de fundação de clima e tempo para ir além dessas limitações, para que ele possa ser ajustado a uma variedade de entradas e usos", explica Juan Bernabe-Moreno, diretor de Pesquisa da IBM na Europa (Reino Unido e Irlanda) e Líder de Descoberta Acelerada da IBM para Clima e Sustentabilidade. "Por exemplo, o modelo pode ser executado tanto para a Terra inteira como para um contexto local.  Com tanta flexibilidade no lado da tecnologia, este modelo é bem adequado para nos ajudar a entender fenômenos meteorológicos como furacões ou rios atmosféricos, raciocinar sobre riscos climáticos potenciais futuros aumentando a resolução dos modelos climáticos e, finalmente, informar nossa compreensão de eventos climáticos severos iminentes."

"Como uma instituição de pesquisa e instalação de computação de primeira linha, estamos focados em dar suporte a equipes para fazer descobertas de pesquisa em muitas áreas da ciência", disse Arjun Shankar, diretor do National Center for Computational Sciences no Oak Ridge National Laboratory. "Nossa colaboração com a IBM e a NASA para dar suporte à criação do modelo de fundação de clima e tempo Prithvi foi uma parte fundamental de nossa meta de trazer computação e dados avançados para problemas de importância nacional, neste caso, para aplicações de clima e tempo, que precisam de ciência computacional contínua e melhorias de habilidade de modelo para serem impactantes."

Este modelo de clima e tempo faz parte de uma colaboração maior entre IBM Research e a NASA para usar  IA para explorar o planeta e se junta à família Prithvi de modelos de fundação de IA. No ano passado, a IBM e a NASA tornaram o modelo de fundação de IA geoespacial Prithvi o maior modelo de IA geoespacial de código aberto disponível no Hugging Face. Este modelo de fundação geoespacial tem sido usado por governos, empresas e instituições públicas para examinar mudanças em padrões de desastres, biodiversidade, uso da terra e outros processos geofísicos. O modelo de fundação e o modelo de parametrização de ondas gravitacionais podem ser acessados  por meio da página NASA-IBM Hugging Face e o modelo de redução de escala pode ser acessado por meio da página IBM Granite Hugging Face.

Sobre a IBM

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