Kemudian, WindBorne sekarang sedang mengembangkan alat peramalannya sendiri yang didukung oleh AI. Dengan apa yang bisa menjadi musim badai yang memecahkan rekor, para peneliti cuaca mengamati proyeksi perusahaan - dan proyeksi dari peramal AI yang sedang berkembang.
“Ini adalah salah satu musim pertama yang benar-benar menguji [model-model baru] ini,” kata Matthew Chantry, koordinator machine learning untuk European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), sebuah organisasi intergovernmental.
John Dean, Kai Marshland, Andrey Sushko, dan Joan Creus-Costa mendirikan WindBorne pada tahun 2019. Sebagai kutu buku fiksi ilmiah dengan latar belakang teknik yang memiliki obsesi yang sama terhadap Battlestar Galactica (pada setiap peluncuran mereka berseru serempak, “Jadi kita semua,” merujuk pada acara TV tersebut), mereka termotivasi sebagian besar oleh kecintaan mereka untuk melepaskan sesuatu ke angkasa.
Balon cuaca-yang diluncurkan oleh lembaga pemerintah dan bahkan para amatir dari ratusan lokasi di seluruh dunia setiap harinya-adalah cara untuk memanjakan hasrat tersebut sekaligus meningkatkan teknologi yang ada.
Sejak balon cuaca pertama kali diterbangkan pada tahun 1890, balon cuaca telah menjadi subjek dari perubahan atmosfer, mengikuti angin dan pergi ke mana pun angin bertiup.
Balon-balon WindBorne masih melakukan hal ini, tetapi mereka juga memiliki kemampuan untuk menavigasi sendiri, berkat sistem pemberat yang unik dan serangkaian sensor seukuran permen Starburst.
Perusahaan dapat mengatur jalur penerbangan saat lepas landas, misalnya dengan memerintahkan balon untuk mencicipi potongan vertikal atmosfer secara berkala. Tetapi operator juga dapat mengendalikan dan memodifikasi jalur penerbangan secara real time.
Peluncuran rutin dari empat lokasi di AS, Korea Selatan, dan kepulauan Cabo Verde di lepas pantai barat Afrika, menyediakan aliran data global yang stabil, sedangkan peluncuran yang diprogram secara khusus menangkap informasi tentang peristiwa cuaca tertentu.
NOAA, misalnya, bekerja sama dengan WindBorne pada tahun 2022 untuk mengirimkan balon dari Korea Selatan dan Hawaii melintasi Pasifik dalam upaya memantau sungai atmosfer yang membanjiri AS bagian barat.
Di situs webnya, NOAA menyebut data yang disediakan WindBorne sebagai “tambahan yang berharga” untuk data balon cuaca.
Kemampuan balon untuk menavigasi atmosfer secara vertikal berarti startup ini dapat menangkap perbedaan suhu, tekanan, arah angin, dan banyak lagi di berbagai ketinggian.
Data yang sangat halus ini memberikan gambaran yang lebih jelas kepada para peramal cuaca tentang apa yang terjadi di atmosfer.
Jika data balon cuaca tradisional serupa dengan mencoba mencari tahu seberapa hangatnya lautan dengan memasukkan jari kaki ke dalamnya, perusahaan rintisan ini memutuskan untuk menyelam jauh ke dalam.
Sejauh ini, NOAA telah menguji apakah memasukkan data WindBorne ke dalam model eksperimental benar-benar meningkatkan prediksi.
Hasilnya cukup menjanjikan: Dengan melakukan hal tersebut, akurasi perkiraan badan tersebut untuk jalur Badai Fiona tahun 2022 akan meningkat sebesar 18%, menurut hasil yang dipresentasikan pada konferensi American Meteorological Society pada bulan Februari.
NOAA dan ECMWF bekerja sama dengan sejumlah perusahaan startup cuaca. Juru bicara ECMWF mencatat bahwa mereka masih belum sepenuhnya memeriksa dampak data WindBorne pada modelnya.
WindBorne menggunakan balonnya untuk model prakiraan bertenaga AI-nya sendiri. Sistem ini dilatih dengan kumpulan data yang sangat besar yang dikumpulkan oleh ECMWF dari cuaca per jam dari seluruh dunia sejak tahun 1940.
Memasukkan data terbaru memungkinkannya untuk membuat prakiraan cuaca 10 hari untuk segala hal termasuk suhu dan jalur badai.
Dalam pemodelan cuaca tradisional, ahli meteorologi memproses pengamatan menggunakan persamaan fisika; sebaliknya, AI mencari pola cuaca masa lalu untuk memprediksi masa depan, yang secara teoritis dapat meningkatkan akurasi, kata Chantry dari ECMWF.
Model WindBorne tidak tersedia untuk penggunaan publik, tetapi startup ini telah mempublikasikan studi kasus yang menunjukkan kualitas ramalannya dengan menerapkan modelnya pada badai di masa lalu. Dalam sebuah blog yang diposting pada bulan Mei, perusahaan membandingkan kemampuannya untuk memprediksi delapan jalur topan dengan NOAA, dan analisisnya menunjukkan bahwa modelnya mengungguli alat berbasis fisika milik badan tersebut.
WindBorne ikut merilis analisis komparatif yang menunjukkan bahwa sejak bulan Maret, modelnya secara rutin lebih baik dalam memprediksi cuaca di masa depan dibandingkan dengan model NOAA dan ECMWF.
Perusahaan sedang dalam proses mengasimilasi data dari balon-balon cuaca, yang diharapkan akan menghasilkan peningkatan akurasi yang besar.
WindBorne tidak sendirian dalam menerapkan AI pada prakiraan cuaca. Pada bulan Juli 2023, para peneliti di Huawei Technologies Co menerbitkan sebuah penelitian di Nature yang menunjukkan bahwa mereka telah menciptakan model berbasis AI yang dapat memprediksi cuaca secara lebih akurat daripada model berbasis fisika ECMWF, yang dianggap sebagai standar emas dunia.
Beberapa bulan kemudian, para ilmuwan Google menerbitkan sebuah makalah yang menunjukkan bahwa model berbasis AI yang mereka buat bahkan lebih baik. Makalah tersebut berfokus pada prakiraan “di tingkat global menggunakan pembelajaran mendalam” dan “mereka berhasil,” sehingga memicu lonjakan minat pada pemodelan cuaca AI, kata Amy McGovern, seorang peneliti machine learning dan prediksi cuaca di Universitas Oklahoma.
Pada bulan Februari, WindBorne mengatakan bahwa prakiraannya mengalahkan Google dalam hal ketinggian geopotensial, sebuah metrik utama yang membantu ahli meteorologi melacak sistem cuaca, meskipun hasilnya belum ditinjau oleh rekan sejawat.
Dean dari WindBorne juga mengakui bahwa mungkin sulit untuk menentukan apa yang sebenarnya dianggap akurat, karena ketiga analisis tersebut menggunakan metrik yang sedikit berbeda. “Setiap kali seseorang membuat perbandingan, ada 1.000 cara untuk membandingkannya,” katanya.
Musim badai ini akan menjadi tolok ukur yang tepat untuk WindBorne. Musim ini telah ditandai dengan badai Juni terkuat yang pernah tercatat, dan lautan yang sangat panas siap untuk membentuk topan yang lebih berbahaya.
Sepanjang musim ini, WindBorne meluncurkan balon dari Cabo Verde, sebuah titik pembentukan badai. Dean mengatakan bahwa perusahaan rintisan ini memiliki “lebih banyak peminat daripada yang bisa kami tangani saat ini” dalam hal pelanggan.
Para pelanggan tersebut juga akan memiliki pilihan lain. Startup peramalan AI saingannya termasuk Atmo, Jua, dan Tomorrow.io semuanya berharap dapat menjual prediksi cuaca mereka ke lembaga pemerintah dan industri yang bergantung pada cuaca seperti energi dan penerbangan. ECMWF dan NOAA juga sedang mengerjakan model AI mereka sendiri, dengan memanfaatkan keahlian meteorologi dan pemodelan internal.
Kemudian ada kemungkinan bahwa perkiraan AI yang tidak akurat untuk peristiwa berisiko tinggi seperti badai atau kondisi kebakaran hutan dapat merusak kepercayaan publik terhadap teknologi ini. Meskipun model AI menunjukkan harapan besar dalam memprediksi jalur badai, model fisik memiliki keunggulan yang jelas untuk saat ini dalam memprediksi intensitas, kata Chantry dari ECMWF. “Tidak ada sistem yang sempurna untuk semua hal.”
Ada juga kekhawatiran bahwa model AI mungkin tidak dapat menangkap peristiwa ekstrem seperti badai Kategori 5, mengingat kelangkaannya. Perubahan iklim yang mengubah pola cuaca global juga dapat membuat data pelatihan menjadi usang.
Para pendiri WindBorne menyadari risiko-risiko ini. Namun, mereka juga menunjukkan janji akan manfaat dunia yang teramati dengan lebih baik dan prakiraan yang lebih kuat bagi masyarakat.
Sebuah kertas kerja National Bureau of Economic Research tahun 2024 menemukan bahwa peningkatan prakiraan badai sejak tahun 2007 telah mengurangi biaya kerusakan dan korban jiwa sebesar 19%, menghemat miliaran dolar.
Tujuan jangka panjangnya, lanjut Marshland, adalah untuk menerbangkan 10.000 balon di udara pada satu waktu, mengumpulkan berbagai macam data dan memberikan pemahaman yang lebih baik tentang apa yang terjadi di atmosfer.
“Yang saya inginkan adalah cuaca menjadi seperti kalender,” katanya. “Cuaca memengaruhi operasi Anda, Anda tahu bahwa cuaca itu ada. Namun hal ini bukanlah sesuatu yang tidak terduga.”
(bbn)
