Дата-центры против ветра: почему прогнозирование погоды важно для бизнеса

Фото: Freepik
Фото: Freepik
Сегодня прогнозирование погодной динамики важно не только для агрокультуры, но и для производителей косметики, строителей и других отраслей. Разбираемся, как данные помогают обеспечить наиболее точные прогнозы погоды

Об эксперте: Александр Ганьшин, руководитель сервиса «Яндекс.Погода».

Как погода может оставить без ужина

Наверняка многие обратили внимание на то, что зима, лето и межсезонье выглядят совершенно не так, как еще 10-15 лет назад. Это вовсе не обман восприятия, а вполне реальный процесс: глобальное изменение погоды наступит не когда-то в будущем, оно происходит прямо сейчас. Так, с конца XIX века средняя температура на Земле повысилась на 1,1 °C, и этот показатель продолжает расти.

При этом глобальные погодные изменения происходят неравномерно: та же Арктика теплеет быстрее, чем более южные широты, и это в том числе приводит к изменению привычной для нас циркуляции атмосферы, а вместе с тем и знакомой по прошлым годам и десятилетиям погоды.

Есть люди, отрицающие, что с климатом что-то происходит, и есть те, кто ожидает климатических и погодных катастроф со дня на день. Истина, как всегда, где-то посередине. Объективно погода в настоящее время меняется, так что человечеству следует адаптироваться к происходящему. Для этого ученые постоянно разрабатывают различные климатические проекции. Например, в последнем докладе IPCC метеорологи и экологи рассказали, как климат будет меняться: так, они ожидают, что в связи с глобальным потеплением будет расширяться география распространения болезней, ранее свойственных только для конкретных регионов, например, лихорадки Денге.

Другие современные научные исследования также доказывают, что изменения погоды — суточные, сезонные и многолетние — подстраивают под себя не только спирали развития мировой экономики, но и всплески заболеваемости населения, размножения или вымирания насекомых, животных и растений.

Бизнесу важно понимать, как именно меняется климат, а вместе с ним и погода, непосредственно в зонах, где расположены производственные мощности компании и ключевые рынки сбыта.

Жаркая погода в Санкт-Петербурге. Мальчик на берегу Которского озера
Зеленая экономика Изменение климата: к чему придется адаптироваться российским регионам

Обладание этой информацией в моменте, ровно как и ее точность, превращаются в критически важное конкурентное преимущество, а просчеты и неосведомленность зачастую приводят к полномасштабным катастрофам — разливу дизтоплива в районе Норильска в мае 2020-го из-за проседания вечной мерзлоты, а вместе с ней и свай гигантского резервуара, энергетическому кризису 2021 года в Техасе, оставившему людей без тепла и света из-за замерзших ветрогенераторов.

Самая очевидная проблема, которую в нынешних условиях могут решить более точные предсказания погодных изменений, — заметное снижение урожайности во многих странах. По оценкам экспертов, рост спроса на продовольствие вместе со снижением предложения приведут к тому, что еда станет еще менее доступной именно для самых бедных людей планеты (даже в развитых странах), в структуре расходов которых пища составляет наибольшую долю.

Если голодающих в мире станет больше, чем сейчас, это может вылиться в дополнительный рост социальной напряженности — показательные примеры недавно произошли в Европе, Тунисе, Шри-Ланке и Эквадоре. Как раз в этих случаях использование принципиально иных по уровню качества прогнозов погоды способно напрямую повлиять на производительность и экономику сельского хозяйства через бронирование сельхозтехники, закупку необходимых инструментов для посевной кампании и подбор наиболее устойчивых сортов культур к засеву. Поэтому метеорология играет крайне важную роль в обеспечении продовольственной безопасности во всем мире.

Как поведение потребителей зависит от погоды

Есть у бизнеса и иные задачи, не связанные напрямую с проблемами устойчивого развития мирового масштаба, но также требующие точного прогнозирования в моменте. Например, изменение температуры воздуха всего на один градус в любую из сторон стимулирует заметный рост продаж целого ряда товаров — от климатической техники до напитков и уходовой косметики.

Сервисы такси тоже зависят от изменения погодных условий. Например, в дождь люди чаще пользуются услугами таксистов. Если у агрегатора есть доступ к качественной предиктивной погодной аналитике, значит, он может предсказать ухудшение погоды в определенном районе города и заблаговременно направить туда дополнительные автомобили. Это позволит обеспечить достаточное предложение и адекватные цены на поездки.

То же относится и к курьерским службам: ухудшение погодных условий напрямую влияет на желание людей выходить на улицу и отправляться за офлайн-покупками. По аналогии с такси сервис, обладающий точными оперативными данными, может направлять дополнительных курьеров в наиболее востребованные точки — и если у конкурирующего сервиса такой информации нет, очевидно, на чьей стороне преимущество.

Более долгосрочные прогнозы могут влиять и на совсем специфические параметры в таких сложных сферах, как, например, строительство. Так, неблагоприятная погода может привести к повреждению либо разрушению фундамента и стен здания.

Фото:Midjourney
Экономика инноваций Как синоптики делают прогноз погоды и почему он не всегда точный

От ртутного столба к квантовым компьютерам: как измеряют погоду

Разумеется, решение всех описанных выше задач зависит от точности предиктивной погодной аналитики, хотя сама по себе стихия слишком непредсказуема, чтобы современные метеорологи могли предсказать любое погодное событие со стопроцентной точностью. Тем не менее, современные технологии работы с большими данными позволяют делать более точные прогнозы.

В целом современная погодная аналитика опирается на давно известные параметры и использует математические методы — можно сказать, продолжает дело, начатое американским метеорологом Кливлендом Эббе и Вильгельмом Бьеркнесом.

Разница в том, что современные технологии позволяют аналитикам получать данные с метеостанций, геостационарных спутников и радиозондов по всему миру, объединяя их в своего рода интернет вещей (IoT). Также для измерения осадков используют метеорологические радары — они определяют погоду обычно в радиусе 250 км относительно места установки. Все эти данные используются аналитиками в дата-центрах и обрабатываются машинными методами с помощью суперкомпьютеров. Чаще всего расчеты погоды запускаются раз в 6 или 12 часов, после чего весь прогноз обновляется на более точный.

Тем не менее, крупнейшие IT-компании мира видят развитие технологий предсказания погоды в использовании методов машинного обучения — такие практики есть в Google, Amazon, Microsoft и в «Яндексе» — мы назвали эту технологию «Метеум».

Обычно используются глобальные метеорологические модели, например: европейская ECMWF, американская GFS, канадская CMC и японская JMA. Мы используем и пятую локальную модель с открытым исходным кодом — WRF. Такой микс моделей позволяет более точно прогнозировать погоду вплоть до нескольких часов.

Фото:Midjourney
Зеленая экономика Сколько CO2 попадает в атмосферу ежесекундно и как это влияет на климат

В метеорологических моделях используются не только исторические данные о том, какая погода фиксировалась, но и прошлые прогнозы вне зависимости от того, были они корректны или ошибочны. Не менее важно при прогнозировании учитывать и другие факторы, влияющие на погоду: расположение солнца над горизонтом, тип подстилающей поверхности и высоту над уровнем моря.

Основываясь на колоссальных массивах данных, погодные аналитики могут обучать системы machine learning в том числе на основе ошибок и условий, в которых они были допущены. Вдобавок к этим данным мы используем функцию обратной связи от пользователей сервиса. Если мы предсказали дождь на определенной территории, но на деле его нет, люди могут указать на ошибку, тем самым дополнив модель машинного обучения полезными для нее данными.

Развитие таких сервисов в дальнейшем будет зависеть от синергии двух факторов: расширения практик машинного обучения и подключения дополнительного числа датчиков к общей сети сбора актуальной информации о погоде.

В Скандинавии, например, одна из национальных метеослужб начала использовать данные любительских метеостанций. Это помогло достаточно сильно поднять качество прогнозов погоды. И подобные технологии только будут развиваться. К примеру, IKEA недавно представила новый гаджет — анализатор, который может получать данные о частицах в воздухе (PM2.5), влажности, температуре и общем уровне летучих органических соединений (TVOC).

В будущем сбор дополнительной информации о погоде с наибольшей вероятностью будет осуществляться за счет различных датчиков в смартфонах и носимой электроники пользователей. В то же время рост объемов получаемых в реальном времени данных потребует дополнительных мощностей по их обработке — здесь на помощь сервисам и разработчикам придут технологии облачных вычислений и использование видеокарт, а в более далеком будущем — и квантовых компьютеров.

Обновлено 04.04.2023
Главная Лента Подписаться Поделиться
Закрыть