来自以色列巴伊兰大学计算机科学系的科学家破解了雷击引发野火背后的密码,为对抗气候变化提供了强大的新武器。
野火不再是罕见的灾难。几乎可以预见,野火在变成季节性的灾难。野火造成的损失惊人:近期席卷美国洛杉矶的野火案例,导致数十人死亡,造成约2,000亿美元的损失。
虽然许多火灾是由人类活动引发的,但一些最具破坏性和不可预测的火灾背后是雷击。这些火灾在偏远地区燃起,好几天没人注意,在救援人员发现之前火势已失控。
以色列的研究团队现在开发出变革性的人工智能模型,可预测雷击在何时何地将引发下一场大火,准确率超过90%。
这一切都始于巴伊兰大学计算机科学系。
迫切的需要
气候变化使极端天气变得更加极端。更频繁的雷暴,更热更干燥的环境,还有不断变化的生态系统意味着更多的可燃物和更多的起火点。在一些地区,如加拿大和美国西部,大部分被烧毁的土地源于雷击引起的野火。而且这个数字还在上升。
雷击火灾之所以如此危险,是因为它们在暗处。一次雷击可在地下闷烧数天,然后突然爆发变成人间地狱。由于这些雷击经常发生在人烟稀少之地,消防人员没有机会及早控制火势。
突破
巴伊兰大学计算机科学系的奥伦・格里克曼(Oren Glickman)博士和阿萨夫・什穆埃尔(Assaf Shmuel)博士,与阿里尔大学和特拉维夫大学的同事合作开展相关研究。他们的研究成果发表在《科学报告》(自然出版集团)上,同时公布一套机器学习模型,可在全球范围内绘制和预测雷击引起的野火风险。
与依赖区域模式和有限数据的旧模型不同,这款模型是在七年(2014-2020年)的高分辨率全球卫星数据上进行训练的。人工智能评估火灾风险,不仅考虑雷击,还考虑植被、天气条件和地形。
研究人员使用2021年的野火数据对模型进行测试,结果准确率超过 90%。这种精确度前所未有。
模型为什么重要?
这不仅仅是学术成就。通过更好地了解雷击火灾可能发生的地点和时间,气象部门、消防部门和应急规划人员可更快地采取行动,更明智地做出应对,并可能挽救生命和生态系统。
本研究最重要的发现之一是,雷击引起的火灾与人为引发的火灾表现非常不一样。事实上,为人类活动设计的预测模型对雷击火灾根本不起作用,说明需要为每种火灾类型量身定制专门的方法。
本研究还强调了气候变化加速野火威胁的速度有多快。模型的预测显示,由于雷击活动增加和更频繁的 “火灾天气” 条件,全球变暖导致雷击火灾的风险持续上升。
本研究表明,使用广泛和高质量的全球数据集大大提高了预测的准确性,证明大数据和人工智能可作为气候韧性的强大工具。
未来会怎样?
这套人工智能模型尚未在实时预测系统中运行,但打下了重要的基础。模型表明,有了正确的工具,我们可以超越自然界最具破坏性的力量
“随着气候变化的影响越来越大,需要新的建模工具来更好地理解和预测这些影响。机器学习在加强建模工具的研发工作中有巨大潜力,”什穆埃尔博士说。