Proxecto H2020 XAIDA: EVENTOS EXTREMOS: INTELIXENCIA ARTIFICIAL PARA A DETECCIÓN E ATRIBUCIÓN
- Tipo Proxecto
- Estado Firmado
- Execución 2021 -2025
- Orzamento asignado 5.999.241,75 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto XAIDA
Usando a IA para predecir os efectos do cambio climático en eventos meteorolóxicos extremos. O cambio climático está a modificar e agravar os fenómenos meteorolóxicos extremos, como ondas de calor, incendios forestais devastadores, ciclóns, inundacións e secas. O proxecto XAIDA, financiado pola UE, caracterizará, detectará e atribuírá eventos extremos mediante un novo enfoque baseado en datos e baseado no impacto. Empregará novas técnicas de IA e reunirá expertos en atribución de eventos extremos, dinámica atmosférica, modelado climático, aprendizaxe automática e inferencia causal. Os achados arroxarán luz sobre o impacto do cambio climático en fenómenos atmosféricos como os ciclóns e as tormentas convectivas, que aínda están pouco comprendidos e cuantificados. O proxecto tamén proporcionará ferramentas para avaliar as vías causais que conducen a eventos extremos.
Acadamos os obxectivos previstos para o primeiro período de informe:
- Identifica 8 grupos de partes interesadas
Identificamos os principais grupos de partes interesadas para os que se realizará o deseño de preguntas conxuntas (MS4):
- Organizacións humanitarias e grupos de redución do risco de desastres.
- Seguros ou reaseguros - Industria (incluíndo auga e enerxía).
- Grupos xuvenís sobre o clima.
- Profesores e educadores.
- Xornalistas e corredores de coñecemento.
- Profesionais xurídicos.
- Servizos meteorolóxicos e climáticos.
- Dar forma ás preguntas extremas clave e definir 6 casos prácticos fundamentais As interaccións coas partes interesadas e as discusións internas en diferentes grupos axudaron a priorizar seis casos prácticos fundamentais de maior relevancia:
- Ola de calor do Pacífico e América do Norte en xuño de 2021.
- Brote de aire frío en Europa na primavera de 2021.
- Precipitacións extremas de células convectivas no Mediterráneo.
- 2022 Seca/ola de calor en Europa, incluídos os riscos de incendios forestais.
- Ola de frío invernal composto e seca de vento, ciclón tropical Irma (agosto-setembro de 2017)
- Deseñar novas ferramentas e enfoques para a análise de fenómenos extremos
- Desenvolvéronse varias ferramentas novas para mellorar o uso das técnicas de IA. Un desenvolvemento importante é a caixa de ferramentas de detección de eventos extremos desenvolvida por WP3, unha ferramenta xenérica que inclúe varios métodos de aprendizaxe supervisada para clasificar eventos segundo variables meteorolóxicas.
- WP4 desenvolveu varios novos elementos de conxunto de ferramentas (no paquete de Python Tigramite) para avaliar cadeas causais no desenvolvemento de eventos extremos.
- Preparación de bases de datos de eventos e revisión de bases de datos de impactos de eventos, fontes de vulnerabilidade e información sobre exposición WP2, WP3 e WP8 permitiron utilizar varias fontes de información en estudos de eventos extremos e, ademais, en aplicacións: unha visión xeral das bases de datos mundiais e públicas que indican a exposición e vulnerabilidade a eventos meteorolóxicos extremos (WP2); unha base de datos completa sobre clima e impactos combinando información e desenvolvendo bases de datos existentes (WP3); unha estratexia para seleccionar eventos convectivos graves e unha lista de eventos de alta precipitación e inundacións, así como furacáns, tormentas tropicais e ciclóns tropicais (WP8). WP3 desenvolveu unha metodoloxía baseada en IA para predecir mapas de impacto dos ecosistemas a partir da teledetección.
- Lanzamento da comunicación en extremos. A comunicación sobre os extremos fíxose a través da web do proxecto ( https://xaida.eu ) e dunha serie de seis reportaxes sobre eventos extremos. Estes informes foron difundidos activamente nas redes sociais (especialmente Twitter) e recibiron máis de 3.470 visualizacións únicas. Esta comunicación irase enriquecendo progresivamente con novos métodos e as súas aplicacións.
- Desenvolvemento de diversas accións de comunicación interna e integración ao longo do proxecto. En xuño de 2022, celebrouse en Trieste unha escola de verán para novos científicos e estudantes.
Ademais, estamos organizando unha serie continua de seminarios web internos mensuais onde se comparte activamente o progreso científico. A escola de verán de Trieste foi todo un éxito (148 participantes, 20 relatores).
O clima altera a frecuencia ou intensidade de varios tipos de fenómenos meteorolóxicos extremos en todo o mundo. As ondas de calor extremas e as fortes choivas están aumentando en intensidade a nivel mundial, tendencias que continuarán co futuro quecemento global. Os eventos extremos adoitan proporcionar información sobre as condicións climáticas futuras e as súas implicacións, pero non todos os extremos son presaxios do futuro. Para ser útil para a adaptación, debe establecerse ou refutar cientificamente un vínculo causal entre os acontecementos e a influencia humana no clima.
XAIDA pretende cubrir unha serie de lagoas de coñecemento establecendo vínculos entre diferentes tipos de eventos extremos e o cambio climático. Os obxectivos principais son: Caracterizar, detectar, atribuír e proxectar eventos extremos cun enfoque novedoso baseado no impacto, Avaliar as súas vías causais subxacentes e impulsores físicos, Avaliar novos tipos de eventos e desenvolver narrativas de eventos aínda non vistos, pero fisicamente plausibles para os climas presentes e futuros, Proporcionar novas ferramentas para a avaliación de modelos para investigar as causas dos desacordos entre modelos e observacións.
XAIDA está deseñado para proporcionar novas metodoloxías, ferramentas e conxuntos de datos, e demostrar o seu uso en diversos casos prácticos. Espérase que isto conduza a mellorar os servizos de atribución e previsión de eventos extremos. Durante os primeiros 18 meses do proxecto, centrouse en diversas accións para preparar a análise de novos eventos extremos utilizando marcos innovadores.
Os eventos extremos adoitan proporcionar representacións do clima futuro, pero non todos os extremos son presaxios do futuro. Polo tanto, para ser útil para a adaptación para apoiar as proxeccións futuras, debe establecerse ou refutar un vínculo causal entre os acontecementos e a influencia humana no clima. É por iso que o campo da "atribución de eventos extremos" desenvolveuse recentemente. Non obstante, os estudos sobre detección, atribución e proxección de eventos extremos afrontan actualmente importantes limitacións. XAIDA cubrirá estes baleiros.
Usando novas técnicas de intelixencia artificial e un sólido compromiso bidireccional coas principais partes interesadas, (i) caracterizará, detectará e atribuirá eventos extremos mediante un novo enfoque baseado no impacto e baseado en datos, (ii) avaliará as súas vías causais subxacentes e os motores físicos mediante métodos de redes causais e (iii) simulará eventos climáticos de alta intensidade, aínda que non son posibles, que son posibles no presente e no futuro.
Para conseguilo, XAIDA reúne equipos de especialistas en atribución de eventos extremos, dinámica atmosférica, modelización do clima, aprendizaxe e inferencia causal, para:
- Comprender o impacto do cambio climático nunha variedade de fenómenos atmosféricos impactantes que actualmente son pouco entendidos e cuantificados (ciclóns, tormentas convectivas, anomalías de longa duración ou eventos compostos estivais), tanto para desenvolvementos pasados como futuros.
- Métodos de aprendizaxe.
- Proporcionar novas ferramentas para avaliar modelos de vías causais que conducen a eventos extremos e investigar as causas dos desacordos entre modelos e observacións.
- Desenvolver unha plataforma para o compromiso e a comunicación das partes interesadas co obxectivo de mellorar a formación e a educación sobre o cambio climático e os seus impactos e traducir estes desenvolvementos en servizos climáticos operativos futuros.
O proxecto produciu 21 artigos de investigación científica ata a data. Os equipos de XAIDA obtiveron varios resultados importantes e claramente innovadores relacionados con acontecementos extremos recentes, incluíndo estudos de casos centrais e desenvolvemento de marcos de referencia. Por exemplo, establecéronse marcos e metodoloxías para eventos complexos, como eventos compostos, e aplicáronse a diferentes casos (Bevacqua, 2021, 2022; Zscheichler et al., 2021, Li et al., 2022).
O evento inusual de 2021 na Columbia Británica analizouse e demostrou ser o resultado dunha combinación de factores, incluíndo a dinámica, o quecemento diabático e a sequedade do solo (Schumacher et al., 2022). As análises de atribución de dous casos centrais, o evento de calor e seca do verán de 2022 e a xeada de abril de 2021, demostraron o papel das actividades humanas nestes eventos (Schumacher et al., 2022; Vautard et al., 2023). Unha cuestión emerxente é o papel dos cambios na circulación atmosférica na alteración dos eventos extremos.
O papel combinado dos cambios na circulación atmosférica destacou nos cambios recentes en eventos extremos (ciclóns e calor estival) (Faranda et al., 2022, 2023) e nos incendios forestais boreais (Scholten et al., 2022). O desenvolvemento de métodos estatísticos avanzados para detectar ou reconstruír ciclóns está en curso (Gardoll et al., 2022; Faranda et al., 2023, en revisión). Estes métodos estatísticos avanzados orixinais tamén se aplicaron ás preguntas de detección e atribución de precipitacións (Egli et al., 2022; de Vries et al., 2023).
Para o próximo período será prioritaria a integración e aplicación destes desenvolvementos. Identificamos as seguintes prioridades para a segunda fase do proxecto: Continuar aplicando os distintos desenvolvementos aos estudos de casos fundamentais utilizando novos métodos. As metodoloxías de causa e impulso para a construción narrativa xa están listas para ser aplicadas a eventos a longo prazo (ondas de frío, secas), abordando as preocupacións dos interesados.
Fortalecer os lazos coas partes interesadas para recoller máis preguntas marco sobre grupos con interese crecente (por exemplo, seguros, avogados). Identificar o potencial para aproveitar os servizos climáticos existentes (por exemplo, a través de C3S) e desenvolver novas metodoloxías de servizos climáticos. As metodoloxías narrativas teñen un gran potencial de aplicación.
Ademais, impulsados polo establecemento dun Fondo de Perdas e Danos na COP27, exploraremos como a atribución de eventos pode proporcionar información sobre perdas e danos. Para iso, desenvolveremos un marco que combine múltiples métodos (desde narracións completas ata totalmente probabilísticas) para proporcionar a información máis útil.
- CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS (CNRS)
Proxectos relacionados
