Ученые из Иллинойсского университета (США) создали первый в мире детализированный набор данных о реальной температуре в мегаполисах. Исследователь Лэй Чжао вместе с коллегами доказал, что официальные прогнозы погоды и спутниковые снимки часто преувеличивают масштаб катастрофы. Новая технология на основе искусственного интеллекта помогла точно измерить климатические параметры в 380 крупных городах. Исследование опубликовали в журнале Nature Communications.

Почему ошибаются официальные прогнозы погоды

Крупные мегаполисы давно принято называть островами тепла. Пресса регулярно пугает жителей заявлениями, что в некоторых районах воздух раскаляется на семь градусов сильнее, чем в соседних парках. Однако авторы нового исследования выяснили, что эти пугающие карты основаны на показаниях космических спутников, которые измеряют нагрев крыш и асфальта, а не реальные условия, в которых находятся люди. Из-за отсутствия наземных датчиков внутри жилых кварталов ученые долгое время не могли точно оценить риски для здоровья населения во время аномального зноя.

Оказалось, что города испытывают дефицит точных метеорологических данных. Согласно международным правилам Всемирной метеорологической организации, стандартные государственные метеостанции запрещено ставить рядом с высотными домами и дорогами. Приборы должны находиться на открытых, свободных от застройки участках. По этой причине большинство городских метеостанций в мире работают на территории аэропортов или на окраинах, среди сельскохозяйственных полей. Они фиксируют чистый загородный воздух, но совершенно не видят обстановку в густонаселенных центрах, где живут миллионы офисных работников и рабочих.

Как работает новая технология

Чтобы исправить это недоразумение, исследователи создали уникальную систему искусственного интеллекта. Эта программа умеет объединять базовые законы физики земной атмосферы с массивами спутниковой информации. Нейросеть  разделила карты 380 городов на крошечные пиксели и рассчитала реальную температуру приземного слоя воздуха для каждого отдельного квартала.

Анализ доказал, что космические аппараты сильно преувеличивают тепловой стресс и необоснованно раздувают разницу температур между соседними улицами. Прежние публикации в средствах массовой информации невольно вводили людей в заблуждение, выдавая жар от раскаленных бетонных крыш за реальную температуру воздуха у поверхности тротуаров. В реальности в жилой застройке действительно жарко, но ситуация далеко не так экстремальна, как показывали орбитальные тепловизоры.

Новый цифровой метод можно легко применять в любых точках планеты, где государственные наблюдения за климатом сильно ограничены из-за бедности или нехватки оборудования. Жители многих развивающихся стран Глобального Юга сильнее остальных страдают от изменения климата, но не имеют денег на развертывание дорогостоящих метеорологических сетей. Благодаря физической модели искусственного интеллекта местные власти смогут бесплатно получать точнейшие локальные прогнозы погоды без закупки физических датчиков.