Even checken wat voor weer het wordt. Veel mensen doen het elke dag wel even, maar waarschijnlijk sta je er niet altijd bij stil hoe veel rekenkracht en uren werk van supercomputers nodig is voor de weersverwachting.

Sinds kort heeft kunstmatige intelligentie (AI) ook zijn intrede gedaan in de wereld van de weersverwachting. In plaats van gebruik te maken van natuurkundige wetten rekenen dit soort modellen met meer dan een miljoen uur aan historische weerdata.

De eerste resultaten zijn veelbelovend. AI-weersverwachtingen zijn nu in sommige gevallen even goed als die van de supercomputers, bleek uit een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Weersverwachtingen in Europa komen nu nog voornamelijk via traditionele weermodellen, zoals die van het Europese instituut ECMWF, het Duitse ICON en het Amerikaanse GFS. Om tot weerberichten te komen worden er eerst waarnemingen van de huidige weersomstandigheden gedaan via onder meer satellieten, weerballonnen en grondstations.

Vervolgens berekenen supercomputers op basis van natuurkundige wetten en wiskundige vergelijkingen hoe deze begintoestand over tijd verandert: de weersverwachting komt tot stand. Door de enorme hoeveelheden data en berekeningen duurt dit lang en het kost veel energie.

Meteorologen analyseren vervolgens weermodellen van verschillende aanbieders om tot een verwachting te komen. Weermodellen zijn immers nooit perfect, weet weerman Marco Verhoef als geen ander.

"Voor elk model geldt: als je enkel en alleen een model gaat volgen kun je niet bijsturen. Stel, er is in de winter opeens wel een opklaring en het wordt geen vier graden maar nul, dan is het opeens glad. Dat kunnen modellen best missen. Wij kunnen dat snel monitoren en ernaar handelen."

De afgelopen tijd zijn er door grote techbedrijven verschillende modellen gelanceerd die gebruik maken van machine learning, een vorm van AI. Op basis van de actuele staat van de atmosfeer maakt een AI-model, dat getraind is met zo'n veertig jaar aan historische weerdata, een inschatting hoe de atmosfeer er een aantal uren later uit ziet. Die verwachting wordt dan weer gebruikt als invoer voor de volgende tijdstap.

Zo lanceerde Microsoft vorige maand het Aurora AI-model, vorig jaar kwam Google met GraphCast en er is het Pangu Weather Model van techbedrijf Huawei. Ook het Europese ECMWF is er nu volop mee aan het experimenteren.

De ontwikkelingen gaan razendsnel, vertelt Sander Tijm, ontwikkelaar van weermodellen bij het KNMI in De Bilt. "In eerste instantie dachten we dat AI een klein stukje van een weermodel zou kunnen doen. Maar nu blijkt dat dit soort modellen hele verwachtingen kunnen maken. Dat is wel een schokkende ontwikkeling."

Christian Versloot houdt zich bij Weerplaza bezig met dit soort AI-modellen. "Een jaar of zes geleden begon je de eerste ontwikkelingen te zien. Het heeft toen nog tot 2022 geduurd voordat de eerste AI-weermodellen verschenen die qua prestaties in de buurt kwamen van traditionele modellen. Dat zorgde voor een flinke versnelling van het onderzoek dat zich hiermee bezighoudt. Nieuw is dat ook grote bedrijven als Google, Microsoft en NVIDIA meedoen aan deze ontwikkelingen."

Onder andere bij tropische stormen kunnen AI-weermodellen in de toekomst nuttig zijn, denkt Versloot: "Het lijkt erop dat AI-weermodellen op de wat langere termijn beter de posities van tropische stormen kunnen inschatten. Ook hebben AI-weermodellen bij het maken van de weersverwachtingen veel minder rekenkracht nodig dan traditionele modellen, waardoor verwachtingen veel sneller beschikbaar zijn en waargenomen wijzigingen in het pad van een orkaan snel kunnen worden meegenomen. Dat kan uiteindelijk mensenlevens schelen."

AI-weermodellen of niet, meteorologen blijven altijd nodig, verwacht eigenlijk iedereen in het veld. Sander Tijm: "AI kan misschien prima automatisch een weerbericht oplepelen. Maar AI weet niet wat er belangrijk is op een specifieke dag en waar de nadruk op moet worden gelegd."

Christian Versloot: "AI is uiteindelijk vooral heel goed in patroonherkenning. Meteorologen bouwen door de jaren heen een intuïtie op over hoe weersituaties zich ontwikkelen. Zij zijn als geen ander in staat om de risico's daarvan in te schatten en te communiceren."