De la inteligencia artificial a la inteligencia climática
La inteligencia artificial (IA) está transformando rápidamente muchos sectores. Los servicios climáticos no son una excepción. «Desde la mejora de los pronósticos meteorológicos a corto plazo hasta la elaboración de proyecciones climáticas a largo plazo, la inteligencia artificial está posibilitando nuevas estrategias para comprender y responder a los fenómenos climáticos extremos», comenta Andrea Castelletti, profesor titular en el Universidad Politécnica de Milán(se abrirá en una nueva ventana). El proyecto financiado con fondos europeos CLINT(se abrirá en una nueva ventana) contribuye a hacer realidad estas estrategias. El equipo del proyecto desarrolló un marco de IA innovador que mejora la detección, el análisis causal, la atribución y la predicción de fenómenos meteorológicos extremos como ciclones, olas de calor y sequías. «Al combinar la innovación en aprendizaje automático, la interpretabilidad física y su implementación práctica, CLINT logra acercar la climatología de vanguardia a los servicios climáticos aplicables », agrega Castelletti, coordinador del proyecto.
Un conjunto de soluciones asistidas por inteligencia artificial
El proyecto contó con la participación de más de sesenta investigadores de toda Europa, la mayoría de ellos investigadores en la fase inicial de su carrera. El objetivo era abordar una de las principales limitaciones en climatología: la capacidad de detectar y atribuir fenómenos meteorológicos extremos. Para ello, se emplearon diferentes técnicas de IA, como, por ejemplo, redes neuronales convolucionales, autocodificadores y métodos de descubrimiento causal, entre otros. El resultado final de este trabajo es un conjunto de soluciones, como una herramienta de IA para detectar ciclones tropicales, un marco híbrido de IA y física para determinar el origen de las olas de calor, y métodos de aprendizaje profundo para reconstruir conjuntos de datos de precipitación parciales. «La versatilidad de la IA nos permitió mejorar de manera sustancial la detección espacial y temporal de fenómenos meteorológicos extremos, así como optimizar la atribución de fenómenos concretos al cambio climático antropogénico», explica Castelletti. «También reconstruimos conjuntos de datos observacionales incompletos y obtuvimos un conocimiento más detallado de fenómenos complejos y concomitantes».
De los datos climáticos a la acción climática
Pero estas herramientas no son solo teoría: están listas para ofrecer servicios climáticos prácticos capaces de transformar información climática compleja en conocimientos útiles para la toma de decisiones. Por ejemplo, la solución de posprocesamiento hidrológico mejorada con IA del proyecto optimiza de forma significativa las simulaciones de caudal en más de treinta y cinco subcuencas europeas, permitiendo una planificación energética basada en datos climáticos. En el sector agrícola, se está utilizando un modelo sustituto de IA para reducir en cuatro órdenes de magnitud el coste computacional de las simulaciones de cultivos, manteniendo al mismo tiempo un alto nivel de precisión predictiva. Es más, los índices de sequía basados en impactos del proyecto revelaron un desplazamiento hacia el norte de los puntos críticos de sequía en Europa; información que las autoridades pueden utilizar para poner en práctica medidas de adaptación efectivas. «En conjunto, estos resultados demuestran no solo la excelencia científica, sino también un sólido rendimiento en materia de difusión, la colaboración interdisciplinaria, así como un alto nivel de preparación operativa para su aplicación real», comenta Castelletti.
Integración de la inteligencia artificial en los servicios climáticos
Al incorporar la IA en los servicios climáticos, CLINT ha contribuido a una toma de decisiones más fiable, proactiva y fundamentada en datos climáticos en Europa. «Lo más importante es que CLINT ha demostrado que la IA puede mejorar sustancialmente la capacidad de adaptación de Europa frente al cambio climático, no solo mediante la innovación tecnológica, sino también a través del intercambio de conocimientos, las prácticas de ciencia abierta y la formación de la nueva generación de climatólogos», concluye Castelletti. Los investigadores trabajan ahora en la plena aplicación de los servicios climáticos asistidos por IA del proyecto. Ello garantizará tanto su sostenibilidad a largo plazo como su adopción por autoridades públicas, proveedores de servicios climáticos y actores privados».
