Projecte H2020 XAIDA: ESDEVENIMENTS EXTREMS: INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL PER A DETECCIÓ I ATRIBUCIÓ
- Tipus Projecte
- Estat Firmado
- Execució 2021 -2025
- Pressupost assignat 5.999.241,75 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte Proyecto XAIDA
Ús dIA per predir els efectes del canvi climàtic en fenòmens meteorològics extrems. El canvi climàtic està modificant i potenciant fenòmens meteorològics extrems com ara onades de calor, incendis forestals devastadors, ciclons, inundacions i sequeres. El projecte XAIDA, finançat amb fons europeus, caracteritzarà, detectarà i atribuirà fenòmens extrems mitjançant un enfocament nou basat en dades i en l'impacte. Emprarà noves tècniques d'IA i reunirà especialistes en atribució de fenòmens extrems, dinàmica atmosfèrica, modelització climàtica, aprenentatge automàtic i inferència causal. Les troballes donaran llum sobre l'efecte del canvi climàtic en fenòmens atmosfèrics com ciclons i tempestes convectives, que encara no es comprenen ni quantifiquen adequadament. El projecte també proporcionarà eines per avaluar les vies causals que condueixen als fenòmens extrems.
Hem aconseguit els objectius previstos per al primer període de l'informe:
- Identificar 8 grups d'interessats
Hem identificat els grups d'interessats clau per als quals es farà el disseny conjunt de preguntes (MS4):
- Organitzacions humanitàries i grups de reducció del risc de desastres.
- Assegurances o reassegurances - Indústria (entre d'altres, aigua i energia).
- Grups de joves sobre el clima.
- Professors i educadors.
- Periodistes i agents de coneixement.
- Professionals del dret.
- Serveis meteorològics i climàtics.
- Donar forma a les preguntes extremes clau i definir 6 estudis de cas centrals Les interaccions amb els interessats i els debats interns en diferents grups van ajudar a prioritzar sis estudis de cas centrals de la major rellevància:
- Onada de calor del Pacífic i Amèrica del Nord el juny de 2021.
- Brot d'aire fred a Europa a la primavera del 2021.
- Precipitacions extremes de cèl·lules convectives a la Mediterrània.
- Sequera/onada de calor europea del 2022, inclosos els riscos d'incendis forestals.
- Onada de fred hivernal composta i sequera de vent, cicló tropical Irma (agost-setembre de 2017)
- Dissenyar noves eines i enfocaments per a l'anàlisi de fenòmens extrems
- S'han desenvolupat diverses eines noves per enfortir l'ús de tècniques d'IA. Un desenvolupament important és la caixa d'eines de detecció d'esdeveniments extrems desenvolupada per WP3, una eina genèrica que inclou diversos mètodes supervisats per classificar esdeveniments segons variables meteorològiques.
- WP4 ha desenvolupat diversos elements nous del conjunt d'eines (al paquet de Python Tigramite) per avaluar les cadenes de causalitat en el desenvolupament d'esdeveniments extrems.
- Preparació de bases de dades d‟esdeveniments i revisió de bases de dades d‟impacte d‟esdeveniments, fonts d‟informació de vulnerabilitat i exposició WP2, WP3 i WP8 han permès que diverses fonts d‟informació s‟utilitzin en estudis d‟esdeveniments extrems i, a més, en aplicacions: una visió general de bases de dades globals i públiques que indiquen l‟exposició i la vulnerabilitat a esdeveniments cli; una base de dades integral sobre clima i impactes mitjançant la combinació dinformació i el desenvolupament de bases de dades existents (WP3); una estratègia per seleccionar esdeveniments convectius severs i una llista d'esdeveniments d'alta precipitació i inundacions, així com huracans, tempestes tropicals i ciclons semblants als tropicals (WP8). WP3 va desenvolupar una metodologia basada en IA per predir mapes dimpactes en ecosistemes a partir de teledetecció.
- Llançament de la comunicació sobre extrems. La comunicació sobre extrems es va realitzar a través del lloc web del projecte ( https://xaida.eu ) i una sèrie de sis informes sobre esdeveniments extrems. Aquests informes es van difondre activament en xarxes socials (especialment Twitter) i han rebut més de 3470 visualitzacions úniques. Aquesta comunicació s'enriquirà progressivament amb els nous mètodes i aplicacions.
- Desenvolupament de diverses accions per a la comunicació interna i la integració a tot el projecte. El juny del 2022, es va celebrar a Trieste una escola d'estiu per a joves científics i estudiants.
A més, estem organitzant una sèrie continuada de seminaris web interns mensuals on es comparteix activament el progrés científic. L´escola d´estiu de Trieste va ser tot un èxit (148 participants, 20 conferenciants).
El clima altera la freqüència o la intensitat de diversos tipus d'extrems meteorològics a tot el món. Les onades de calor extremes i les pluges fortes estan augmentant en intensitat a escala global, tendències que continuaran amb l'escalfament global futur. Sovint, els esdeveniments extrems ofereixen informació sobre les condicions climàtiques futures i les seves implicacions, però no tots els extrems són presagis del futur. Perquè sigui útil per a l'adaptació, cal establir o refutar científicament un vincle causal entre els esdeveniments i la influència humana en el clima.
XAIDA té com a objectiu omplir una sèrie de llacunes de coneixement en establir vincles entre els diferents tipus desdeveniments extrems i el canvi climàtic. Els principals objectius són: Caracteritzar, detectar, atribuir i projectar esdeveniments extrems amb un nou enfocament basat en limpacte, Avaluar les seves vies causals subjacents i els impulsors físics, Avaluar nous tipus desdeveniments i desenvolupar narratives desdeveniments encara no vistos, però físicament plausibles per als climes presents i futurs, Proporcionar desacords entre els models i les observacions.
XAIDA està dissenyat per proporcionar noves metodologies, eines i conjunts de dades, i demostrar-ne l'ús en diversos casos d'estudi. S'espera que això condueixi a serveis d'atribució i projecció d'esdeveniments extrems millors. Durant els 18 primers mesos del projecte, s'ha centrat en diverses accions per preparar l'anàlisi de nous esdeveniments extrems mitjançant marcs innovadors.
Sovint, els fenòmens extrems proporcionen representacions del clima futur, però no tots els extrems són presagis del futur. Per tant, perquè sigui útil per a ladaptació en suport de projeccions futures, sha destablir o refutar un vincle causal entre els esdeveniments i la influència humana en el clima. Aquesta és la raó per la qual recentment s'ha desenvolupat el camp de “l'atribució d'esdeveniments extrems”. Tot i això, els estudis de detecció, atribució i projecció d'esdeveniments extrems enfronten actualment importants limitacions. XAIDA omplirà aquests buits.
Utilitzant noves tècniques d'intel·ligència artificial i una sòlida interacció bidireccional amb parts interessades clau, (i) caracteritzarà, detectarà i atribuirà esdeveniments extrems utilitzant un nou enfocament basat en impactes i impulsat per dades, (ii) avaluarà les seves vies causals subjacents i els seus impulsors físics utilitzant mètodes de xarxes causals, i (iii) plausibles en climes presents i futurs.
Per aconseguir-ho, XAIDA reuneix equips d'especialistes en atribució d'esdeveniments extrems, dinàmica atmosfèrica, modelatge climàtic, aprenentatge i inferència causal, per a:
- Comprendre l'efecte del canvi climàtic en una varietat de fenòmens atmosfèrics impactants que actualment no es comprenen ni quantifiquen bé (ciclons, tempestes convectives, anomalies de llarga durada o esdeveniments compostos d'estiu), tant per a evolucions com futures.
- Mètodes daprenentatge.
- Proporcionar noves eines per avaluar models de vies causals que condueixen a esdeveniments extrems i investigar les causes dels desacords entre models i observacions.
- Desenvolupar una plataforma d'interacció i comunicació amb les parts interessades amb l'ambició de millorar la capacitació i l'educació sobre el canvi climàtic i els seus impactes i portar aquests desenvolupaments a serveis climàtics operatius futurs.
El projecte ha produït 21 articles de recerca científica fins ara. Els equips de XAIDA van obtenir diversos resultats importants, clarament innovadors, relacionats amb esdeveniments extrems recents, incloent-hi els estudis de cas centrals i el desenvolupament de marcs de referència. Per exemple, es van establir marcs i metodologies per a esdeveniments complexos, com els esdeveniments compostos, i es van aplicar a diferents casos (Bevacqua, 2021, 2022; Zscheichler et al., 2021, Li et al., 2022).
Es va analitzar l'esdeveniment inusual del 2021 a Columbia Britànica i es va demostrar que va ser resultat d'una conjunció de factors, com ara la dinàmica, l'escalfament diabàtic i la sequedat del sòl (Schumacher et al., 2022). Les anàlisis d'atribució de dos estudis de cas centrals, el cas de calor i sequera de l'estiu del 2022 i les gelades de l'abril del 2021, van demostrar el paper de les activitats humanes en aquests esdeveniments (Schumacher et al., 2022; Vautard et al., 2023). Un tema emergent és el paper dels canvis en la circulació atmosfèrica a l'alteració dels esdeveniments extrems.
El paper compost dels canvis en la circulació atmosfèrica es va destacar en els canvis recents en esdeveniments extrems (ciclons i calor estival) (Faranda et al., 2022, 2023) i els incendis forestals boreals (Scholten et al., 2022). El desenvolupament de mètodes estadístics avançats per detectar o reconstruir ciclons està en curs (Gardoll et al., 2022; Faranda et al., 2023, en revisió). Aquests mètodes estadístics avançats originals també es van aplicar a les preguntes de detecció i atribució de precipitacions (Egli et al., 2022; de Vries et al., 2023).
Per al proper període, la integració i l'aplicació d'aquests desenvolupaments serà una prioritat. Identifiquem com a prioritats per a la segona fase del projecte: Continuar amb l'aplicació dels diferents desenvolupaments a estudis de cas centrals fent servir nous mètodes. Les metodologies de causalitat i d'impuls per a la construcció de narratives ja estan a punt per aplicar-se a esdeveniments de llarga durada (onades de fred, sequeres), tenint en compte les preocupacions de les parts interessades.
Enfortir els vincles amb els grups d'interès per recopilar més preguntes marc sobre grups amb un interès creixent (p. ex., assegurances, advocats). Identificar el potencial per alimentar els serveis climàtics actuals (p. ex., mitjançant C3S) i desenvolupar noves metodologies de serveis climàtics. Les metodologies de narratives tenen un potencial d'aplicació gran.
A més, impulsat per l'establiment d'un Fons de Pèrdues i Danys a la COP27 explorarem com l'atribució d'esdeveniments pot proporcionar informació sobre pèrdues i danys. Per això, desenvoluparem un marc que combini diversos mètodes (des de narratives completes fins a totalment probabilístics) per proporcionar la informació més útil.
- CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS (CNRS)
Projectes relacionats
