Des chercheurs de l'université de Hambourg développent une IA sur les ondes de tempête
Les ondes de tempête constituent une menace croissante pour les régions côtières. Des scientifiques de l'université de Hambourg ont maintenant développé une IA qui permet de faire des prévisions plus précises que les modèles actuels.
Une équipe de chercheurs de l'université de Hambourg a développé et entraîné une intelligence artificielle (IA) capable de prédire avec précision la fréquence et la hauteur des marées de tempête. Cette technologie pourrait améliorer considérablement la protection côtière et la planification de la construction de digues, selon un communiqué de presse.
Sous la direction du Dr Daniel Krieger du Centre de recherche sur les systèmes terrestres et la durabilité (CEN) de l'Université de Hambourg, l'IA a été entraînée à l'aide de données météorologiques complètes, de modèles climatiques traditionnels et de mesures historiques du niveau des eaux. Les chercheurs ont notamment étudié les sites de Cuxhaven (Allemagne), Esbjerg (Danemark) et Delfzijl (Pays-Bas).
Entraînement avec des données historiques : comment fonctionne le modèle
Pour l'analyse, nous avons utilisé des niveaux d'eau mesurés toutes les heures, qui sont collectés depuis des décennies. Par exemple, pour Cuxhaven, il existe environ 700.000 valeurs mesurées depuis 1940.
Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters. Ils montrent que l'IA peut fournir des prévisions fiables pour les dix prochaines années. Au cours des dix dernières années, Cuxhaven a enregistré en moyenne 11,6 marées de tempête par an. Pour la même période, le modèle a prévu 12,8 marées de tempête par an dans le futur, avec une marge de tolérance de 1,6 marée de tempête.
Source : Arthur Villator / Shutterstock
Il est important de noter que, selon l'étude, les prévisions pour des années individuelles s'avèrent peu fiables. En revanche, les prévisions décennales à long terme sont beaucoup plus fiables et fournissent des informations précieuses pour la protection des côtes et la planification à long terme. Les prévisions concernant la hauteur des marées de tempête sont également remarquables. Alors que la marée de tempête annuelle la plus élevée des dix dernières années était en moyenne de 2,5 mètres, le modèle indique une hauteur moyenne de trois mètres pour les cinq prochaines années.
De la théorie à la pratique : pertinence pour la protection du littoral
Ces prévisions précises sont d'une grande importance pour la protection des côtes, les constructions de digues prévues et la sécurité des infrastructures portuaires. Jusqu'à présent, les modèles climatiques pouvaient seulement calculer si davantage de tempêtes se produiraient à l'avenir dans la région de la mer du Nord, mais pas comment elles affecteraient certains endroits de la côte.
Les prévisions de l'IA devraient donner des résultats particulièrement intéressants pour les années 2030. Une variation interne du climat, qui atténue actuellement les effets de l'élévation du niveau de la mer, pourrait avoir l'effet inverse dans quelques années et entraîner des marées de tempête plus importantes.
Avec cette nouvelle méthode, les chercheurs espèrent pouvoir fournir des prévisions ciblées et rapides pour différents lieux côtiers. Il faut à peine une seconde pour calculer une telle prévision, ce qui est plusieurs centaines de fois plus rapide que les modèles climatiques traditionnels.
Les défis du modèle d'IA
L'étude souligne que le modèle ne peut être entraîné de manière fiable que pour des sites côtiers disposant de données de mesure historiques complètes. De plus, les interactions complexes, notamment entre les marées et les ondes de tempête, ne sont pas entièrement prises en compte. Les influences externes, telles que les forts courants provenant de l'Atlantique, peuvent également nuire à la précision des prévisions et constituent un défi pour la modélisation.
Photo d’en-tête : Colin Ward / Shutterstock
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