Jede Stunde zählt

KI verbesserte Vorhersage von Hurrikanen

Eine genaue Vorhersage von Wirbelstürmen kann Leben retten – und jede Stunde Vorlaufzeit zählt.(Bild: AFP/MARIO TAMA)

Rechenzentren für Künstliche Intelligenz verbrauchen viel fossile Energie und tragen damit zur Erderwärmung bei. Gleichzeitig hilft KI Meteorologen, die Folgen des Klimawandels besser vorherzusagen und dadurch Menschen zu schützen. 

Das Nationale Hurrikanzentrum der USA (NHC) setzt seit vergangenem Jahr das KI-Modell von Google ein. Präzise Prognosen sind derzeit besonders wichtig, da wegen des extremen El Niño-Phänomens mehr tropische Wirbelstürme auftreten.

  Es gebe bei Google kein spezielles KI-Modell für Hurrikane, sagt Ferran Alet, der bei DeepMind, dem KI-Forschungsunternehmen des Konzerns, an der Prognose von Wirbelstürmen arbeitet. Deshalb müssten die Wissenschafter auf Modelle für die Vorhersage des alltäglichen Wetters zurückgreifen. „Extreme Wetterphänomene sind die größte Herausforderung für uns“, sagt er. „Sobald diese bewältigt sind, wird sich alles andere von selbst ergeben.“

Zuvor wurde mit Modellen gearbeitet
Vor dem Einsatz von KI nutzte das NHC verschiedene Arten von Modellen zur Vorhersage tropischer Wirbelstürme. „Dynamische“ Modelle verwenden Supercomputer, um die Gleichungen der Strömungslehre und Thermodynamik zu lösen, die die Atmosphäre bestimmen. Statistische Modelle stützen sich auf historische Zusammenhänge zwischen dem Verhalten von Stürmen und Variablen wie Ort und Datum, während Hybridmodelle Physik und Statistik kombinieren. KI-Modelle lernen wie statistische Modelle aus großen Datensätzen, jedoch in weitaus größerem Umfang; außerdem können sie viel komplexere Muster erkennen.

  Eine im August in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie von DeepMind ergab, dass Meteorologen durch das KI-Modell im Schnitt bei ihren Vorhersagen einen Tag gewinnen. Das heißt, dass Dreitagesvorhersagen damit so gut sind wie zuvor Prognosen für die nächsten zwei Tage.

Vorhersagen wesentlich früher
Beim Hurrikan „Isaias“, der Anfang Oktober im Südosten der USA wütete, erkannte das DeepMind-Modell bereits eine Woche vor seiner Entstehung, dass ein tropischer Wirbelsturm droht. Das Modell kann zudem tausend mögliche Szenarien für jeden Wirbelsturm generieren und vorhersagen, welchen Weg er nehmen und wie heftig er werden wird.

  „Das NHC hat Ende Juni 2025 damit begonnen, KI-Modelle in seine Arbeit zu integrieren“, sagt Dan Brown, der Einsatzleiter des Hurrikanzentrums. „Die DeepMind-Modelle von Google wurden 2026 in bestimmte Tools des NHC aufgenommen, um die Berechnungen zur Zugbahn und Intensität von Stürmen zu unterstützen.“ Das NHC nutzt zudem KI-Modelle, die vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen und dem Nationalen Wetterdienst entwickelt wurden, und will künftig mit Google gemeinsam neue Modelle entwickeln.

Ergebnisse „hervorragend“
Bei „Isaias“ hätten die KI-Modelle „hervorragende Ergebnisse“ geliefert, sagt Brown. Doch die Technologie habe ihre Grenzen. Es brauche immer noch Hurrikanexperten, die mit ihrer Erfahrung und ihrem Urteilsvermögen entscheiden, welche Modelle einen bestimmten Sturm am besten erfassen.

  Die Experten seien „wichtiger denn je“, ist der Meteorologe überzeugt. „Ein Algorithmus kann zwar die Wahrscheinlichkeit einer Zugbahn angeben, berücksichtigt aber keine Echtzeitdaten von Flugzeugen und Satelliten, um die Struktur des Sturms zu bestimmen.“

Auch für den Einsatz bei der Wettervorhersage werden immer neue KI-Rechenzentren in den Vereinigten Staaten gebaut. Sie werden laut der Datenplattform Cleanview größtenteils mit Erdgas betrieben, was die klimaschädlichen Emissionen erhöht. Der Klimawandel wiederum führt dazu, dass Hurrikane stärker werden, mehr Regen mit sich bringen und sich langsamer fortbewegen, was die Auswirkungen verschlimmert.