Proxecto H2020 XAIDA: EVENTOS EXTREMOS: Intelixencia artificial para a detección e atribución
- Tipo Proxecto
- Estado Asinado
- Execución 2021 -2025
- Orzamento asignado 5.999.241,75 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto Proyecto XAIDA
Uso da IA para predicir os efectos do cambio climático nos fenómenos meteorolóxicos extremos. O cambio climático está a modificar e exacerbar fenómenos meteorolóxicos extremos como ondas de calor, incendios forestais devastadores, ciclóns, inundacións e secas. O proxecto XAIDA, financiado pola UE, caracterizará, detectará e atribuirá eventos extremos empregando unha nova abordaxe baseada en datos e no impacto. Empregará novas técnicas de IA e reunirá expertos en atribución de eventos extremos, dinámica atmosférica, modelización climática, 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 non se coñecen e cuantifican ben. O proxecto tamén proporcionará ferramentas para avaliar as vías causais que levan a eventos extremos.
Acadamos os obxectivos previstos para o primeiro período de presentación de informes:
- Identificar 8 grupos de partes interesadas
Identificamos os principais grupos de partes interesadas para os que se realizará un deseño conxunto de preguntas (MS4):
- Organizacións humanitarias e grupos de redución de riscos de desastres.
- Seguros ou reaseguros - Industria (incluídas a auga e a enerxía).
- Grupos de mozos sobre o clima.
- Profesores e educadores.
- Xornalistas e intermediarios do coñecemento.
- Profesionais do dereito.
- Servizos meteorolóxicos e climáticos.
- Dar forma ás preguntas extremas clave e definir 6 estudos de caso básicos As interaccións coas partes interesadas e os debates internos en diferentes grupos axudaron a priorizar seis estudos de caso básicos de maior relevancia:
- Onda de calor no Pacífico e en América do Norte en xuño de 2021.
- Brote de aire frío en Europa na primavera de 2021.
- Precipitacións extremas procedentes de células convectivas no Mediterráneo.
- Seca/onda de calor europea de 2022, incluídos os riscos de incendios forestais.
- Onda de frío invernal e seca por 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.
- O WP4 desenvolveu varios elementos novos do 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 das bases de datos sobre o impacto de eventos, as fontes de información sobre vulnerabilidade e exposición Os traballos de fin de carreira (WP2), WP3 e WP8 permitiron o uso de varias fontes de información en estudos de eventos extremos e, ademais, en aplicacións: unha visión xeral das bases de datos globais e públicas que indican a exposición e a vulnerabilidade a eventos meteorolóxicos extremos (WP2); unha base de datos completa sobre o clima e os seus impactos mediante a combinación de información e o desenvolvemento das bases de datos existentes (WP3); unha estratexia para seleccionar eventos convectivos severos e unha lista de eventos de precipitacións elevadas e inundacións, así como furacáns, tormentas tropicais e ciclóns de tipo tropical (WP8). O WP3 desenvolveu unha metodoloxía baseada en IA para predicir mapas de impacto nos ecosistemas a partir de teledetección.
- Lanzamento da comunicación sobre os extremos. A comunicación sobre os extremos realizouse a través do sitio web do proxecto ( https://xaida.eu ) e dunha serie de seis informes sobre eventos extremos. Estes informes difundíronse activamente nas redes sociais (especialmente en Twitter) e recibiron máis de 3.470 visualizacións únicas. Esta comunicación irá enriquecéndose progresivamente con novos métodos e as súas aplicacións.
- Desenvolvemento de diversas accións para a comunicación interna e a integración ao longo do proxecto. En xuño de 2022, celebrouse en Trieste unha escola de verán para novos científicos e estudantes.
Ademais, estamos a organizar unha serie continua de seminarios web internos mensuais nos que se comparte activamente o progreso científico. A escola de verán de Trieste foi un grande éxito (148 participantes, 20 relatores).
O clima altera a frecuencia ou a intensidade de varios tipos de fenómenos meteorolóxicos extremos en todo o mundo. As ondas de calor extremas e as fortes choivas están a aumentar en intensidade a nivel mundial, tendencias que continuarán co futuro quecemento global. Os fenómenos extremos adoitan proporcionar información sobre as condicións climáticas futuras e as súas implicacións, pero non todos os extremos son presaxios do futuro. Para que sexa útil para a adaptación, debe establecerse ou refutarse cientificamente unha relación causal entre os eventos e a influencia humana no clima.
A XAIDA ten como obxectivo cubrir unha serie de lagoas de coñecemento establecendo vínculos entre diferentes tipos de eventos extremos e o cambio climático. Os principais obxectivos son: caracterizar, detectar, atribuír e proxectar eventos extremos cunha nova abordaxe baseada no impacto, avaliar as súas vías causais subxacentes e os seus impulsores físicos, avaliar novos tipos de eventos e desenvolver narrativas de eventos aínda non vistos, pero fisicamente plausibles para climas presentes e futuros, e proporcionar novas ferramentas para a avaliación de modelos para investigar as causas dos desacordos entre os modelos e as observacións.
XAIDA está deseñado para proporcionar novas metodoloxías, ferramentas e conxuntos de datos, e demostrar o seu uso en varios estudos de caso. Espérase que isto conduza a unha mellora nos servizos de atribución e predición de eventos extremos. Durante os primeiros 18 meses do proxecto, este centrouse en diversas accións para prepararse para a análise de novos eventos extremos empregando marcos innovadores.
Os eventos extremos adoitan proporcionar representacións do clima futuro, pero non todos os extremos son presaxios do futuro. Polo tanto, para que sexa útil para a adaptación e apoiar as proxeccións futuras, debe establecerse ou refutarse unha relación causal entre os eventos e a influencia humana no clima. É por iso que se desenvolveu recentemente o campo da "atribución de eventos extremos". Non obstante, os estudos sobre a detección, atribución e proxección de eventos extremos enfróntanse actualmente a limitacións significativas. A XAIDA cubrirá estas lagoas.
Usando novas técnicas de intelixencia artificial e unha sólida interacción bidireccional coas partes interesadas clave, (i) caracterizará, detectará e atribuirá eventos extremos mediante unha nova abordaxe baseada no impacto e nos datos, (ii) avaliará as súas vías causais subxacentes e os seus impulsores físicos mediante métodos de redes causais e (iii) simulará eventos de alta intensidade aínda non vistos que son fisicamente plausibles en climas actuais e futuros.
Para conseguilo, XAIDA reúne equipos de especialistas en atribución de eventos extremos, dinámica atmosférica, modelización climática, aprendizaxe e inferencia causal para:
- Comprender o impacto do cambio climático nunha variedade de fenómenos atmosféricos impactantes que actualmente son pouco coñecidos e cuantificados (ciclóns, tormentas convectivas, anomalías de longa duración ou eventos compostos de verán), tanto para desenvolvementos pasados como futuros.
- Métodos de aprendizaxe.
- Proporcionar novas ferramentas para avaliar modelos de vías causais que levan a eventos extremos e investigar as causas dos desacordos entre os modelos e as observacións.
- Desenvolver unha plataforma para a participación 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 futuros servizos climáticos operativos.
O proxecto produciu ata a data 21 artigos de investigación científica. Os equipos da XAIDA obtiveron varios resultados importantes e claramente innovadores relacionados con eventos extremos recentes, incluíndo estudos de caso centrais e o 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).
Analizouse o inusual evento de 2021 na Columbia Británica e demostrouse que foi o resultado dunha combinación de factores, incluíndo a dinámica, o quecemento diabático e a sequidade do solo (Schumacher et al., 2022). As análises de atribución de dous estudos de caso 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). Un problema emerxente é o papel dos cambios na circulación atmosférica na alteración dos eventos extremos.
O papel agravante dos cambios na circulación atmosférica púxose de manifesto nos cambios recentes nos 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 a cuestións de detección e atribución de precipitacións (Egli et al., 2022; de Vries et al., 2023).
Para o próximo período, a integración e a aplicación destes desenvolvementos serán unha prioridade. Identificamos as seguintes prioridades para a segunda fase do proxecto: Continuar aplicando os diversos desenvolvementos a estudos de casos principais empregando novos métodos. As metodoloxías de causalidade e impulso para a construción narrativa xa están listas para ser aplicadas a eventos a longo prazo (ondas de frío, secas), abordando as preocupacións das partes interesadas.
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 do C3S) e desenvolver novas metodoloxías para os 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 as perdas e os danos. Para iso, desenvolveremos un marco que combina múltiples métodos (desde narrativas completas ata totalmente probabilísticos) para proporcionar a información máis útil.
- CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS (CNRS)
Proxectos relacionados
