Известный пионер в области искусственного интеллекта Эндрю Нг представил общественности новый, простой онлайн-инструмент. Он позволяет любому желающему «покрутить ручки» модели солнечной геоинженерии, чтобы исследовать последствия попыток стран компенсировать изменение климата путем распыления в атмосфере отражающих частиц. Ссылку на анонс можно найти здесь: посмотреть пост.
Сама идея солнечной геоинженерии возникла из наблюдений за тем, как планета остывала после мощных извержений вулканов. Ярким примером стало извержение горы Пинатубо в 1991 году, когда в стратосферу было выброшено около 20 миллионов тонн диоксида серы. Однако критики предупреждают: преднамеренный выброс подобных веществ может навредить отдельным регионам мира, снизить стимулы к сокращению выбросов парниковых газов или спровоцировать международные конфликты, среди прочих нежелательных последствий.
Цель эмулятора Нг, получившего название Planet Parasol, — вовлечь больше людей в размышления о солнечной геоинженерии. Инструмент должен помочь изучить потенциальные компромиссы, связанные с такими вмешательствами, и использовать результаты для обсуждения вариантов климатических действий. Разработанный в партнерстве с исследователями из Корнелльского университета, Калифорнийского университета в Сан-Диего и других учреждений, эмулятор также демонстрирует, как ИИ может способствовать развитию исследований в области солнечной геоинженерии.
Текущая версия инструмента довольно минималистична. Она позволяет пользователям выбирать различные сценарии выбросов и задавать объемы частиц, которые будут выбрасываться ежегодно — от 25% от извержения Пинатубо до 125%.
Затем Planet Parasol строит две расходящиеся линии, отображающие уровни потепления в глобальном масштабе до 2100 года. Одна линия показывает неуклонный рост температур без солнечной геоинженерии, а другая показывает, насколько можно снизить потепление при выбранном сценарии. Модель также способна отображать региональные различия температур на тепловых картах.
Вы можете нарисовать собственную линию, отражающую различные уровни вмешательства на протяжении десятилетий — возрастающую, падающую или колеблющуюся — чтобы увидеть, что произойдет, когда начнут высвобождаться отражающие аэрозоли.
Я решил смоделировать так называемый сценарий «шока прекращения». Я исследовал, насколько подскочат температуры, если по какой-либо причине мир будет вынужден внезапно остановить или сократить солнечную геоинженерию после ее активного применения. Резкий скачок потепления, который может произойти после этого, часто упоминается как один из рисков геоинженерии. Модель показывает, что глобальные температуры быстро поднимутся в последующие годы, хотя и могут потребоваться десятилетия, чтобы полностью вернуться к той кривой, по которой они шли бы, если бы страны в данном моделировании вообще не проводили таких вмешательств.
Важно отметить: это сильно преувеличенный сценарий, в котором я выкрутил потепление и геоинженерию на максимум. Никто ничего подобного не предлагает. Я просто решил поэкспериментировать, чтобы увидеть, что произойдет, — в конце концов, для этого и нужны эмуляторы.
Вы можете попробовать сами здесь.
Эмуляторы по сути являются упрощенными климатическими моделями. Они менее точны, поскольку не симулируют все сложные взаимосвязанные процессы планеты. Зато их работа требует значительно меньше времени и вычислительных ресурсов.
Международные переговорщики и политики часто используют климатические эмуляторы, такие как En-ROADS, чтобы быстро получить приблизительное представление о влиянии потенциальных правил или обязательств по сокращению выбросов парниковых газов.
Команда Parasol стремилась разработать аналогичный инструмент, специально предназначенный для оценки потенциальных последствий различных сценариев солнечной геоинженерии, как объясняет Даниэле Визиони, климатолог из Корнелла, занимающийся солнечной геоинженерией и участвовавший в создании Planet Parasol (а также в работе над предыдущим эмулятором).
Климатические модели постоянно совершенствуются, симулируя больше процессов земной системы с более высоким разрешением и выдавая все больше данных. Искусственный интеллект отлично подходит для того, чтобы извлекать смысл и понимание из этих данных. Он становится все лучше в выявлении закономерностей в огромных массивах данных и прогнозировании результатов на их основе.
Группа машинного обучения Нг в Стэнфорде применяет ИИ ко все большему числу тем, связанных с климатом. Среди прочих проектов они разработали инструменты для обнаружения источников выбросов метана, определения движущих сил обезлесения и прогнозирования доступности солнечной энергии. Нг также курирует в Стэнфорде учебно-ознакомительный курс ИИ для борьбы с изменением климата (AI for Climate Change).
Однако он отмечает, что все больше времени уделяет исследованию потенциала солнечной геоинженерии (иногда называемой управлением солнечной радиацией, или SRM) в свете угрозы изменения климата и роли, которую ИИ может сыграть в развитии этой области исследований.
«Существует множество вещей, которые можно сделать — и над чем обществу в целом следует работать — чтобы помочь в решении проблемы изменения климата, в первую очередь декарбонизация», — написал он в электронном письме. «И SRM — это то, на что я сейчас направляю большую часть своих усилий, связанных с климатом, поскольку это одна из областей, где инженеры и исследователи могут внести существенный вклад (в дополнение к декарбонизации)».
В материале 2022 года Нг отмечал, что ИИ может играть несколько важных ролей в исследованиях геоинженерии, включая «автономное пилотирование высотных дронов» для распыления отражающих частиц, моделирование эффектов геоинженерии в конкретных регионах и оптимизацию методов.
Сам Planet Parasol построен на основе другого климатического эмулятора, разработанного исследователями из Лидского университета и Оксфордского университета, который использует законы физики для прогнозирования среднемировых температур при различных сценариях. Затем команда Нг использовала машинное обучение для оценки локального охлаждающего эффекта, который может возникнуть в результате варьирования уровней солнечной геоинженерии, рассказывает Джереми Ирвин, аспирант исследовательской группы Нг в Стэнфорде.
Один из самых очевидных недостатков текущей версии инструмента, однако, заключается в том, что результаты выглядят слишком оптимистично. В протестированных мной сценариях солнечная геоинженерия чисто и гладко останавливает прогнозируемый рост температур в ближайшие десятилетия, что, возможно, и произойдет.
Это может натолкнуть случайного пользователя такого инструмента на вывод: «Отлично, давайте это сделаем!»
Но даже если солнечная геоинженерия и поможет миру в среднем, она все равно может иметь негативные последствия, такие как повреждение защитного озонового слоя, нарушение региональных режимов осадков, снижение урожайности в сельском хозяйстве и изменение распространения инфекционных заболеваний.
Ничего из этого пока не учтено в результатах. Кроме того, климатический эмулятор не приспособлен для решения глубоко сложных общественных проблем. Например, ослабляет ли исследование таких возможностей давление на устранение коренных причин изменения климата? Может ли инструмент, работающий в масштабе планеты, когда-либо управляться на основе глобальной справедливости? Planet Parasol не сможет ответить ни на один из этих вопросов.
Холли Бак, специалист по социальной экологии из Университета Буффало и автор книги After Geoengineering, поставила под сомнение общую ценность такого инструмента в схожем ключе.
В фокус-группах по теме солнечной геоинженерии она обнаружила, что люди легко усваивают концепцию сдерживания потепления, даже не видя результатов, представленных в виде графика в модели.
«Они хотят услышать о том, что может пойти не так, о влиянии на осадки и экстремальную погоду, о том, кто будет это контролировать, что экзистенциально значит не справляться с корнем проблемы и так далее», — сказала она в письме. «Поэтому мне трудно представить, кто на самом деле воспользуется этим и как именно».
Визиони пояснил, что команда специально выделила основные проблемы и опасения в верхней части страницы. Он добавил, что намерен со временем улучшать инструмент, чтобы предоставить более полное представление о неопределенностях, компромиссах и региональных последствиях.
«Это сложно, и я долго боролся с вашим же наблюдением», — написал Визиони по электронной почте. «Но в то же время… я пришел к выводу, что стоит выложить что-то сейчас и работать над улучшением на основе отзывов пользователей, а не ждать, пока появится идеальная, нюансированная версия».
Что касается ценности инструмента, Ирвин добавил, что четко представленное снижение температуры может оставить «более сильное, устойчивое впечатление».
«Мы призываем к дальнейшим исследованиям, чтобы продвинуть науку вперед в отношении других вызывающих озабоченность областей до потенциального внедрения, и надеемся, что этот инструмент поможет людям понять возможности САИ (стратосферного аэрозольного впрыска) и поддержать будущие исследования в этой области», — заключил он.
