Aproveitando o poder da IA ​​para avaliação de impacto das mudanças climáticas

À medida que a mudança climática continua a se intensificar, o mundo está vendo um aumento no número e na intensidade de desastres relacionados ao clima e ao tempo. Os estados-membros da ONU precisam desenvolver ações urgentes de mitigação e adaptação com base em projeções confiáveis ​​de mudança climática.

Obter essas projeções, no entanto, pode ser difícil. Modelos de avaliação de impacto de mudanças climáticas — o principal meio de obter estimativas de impactos futuros relacionados ao clima — são modelos computacionais complexos que exigem conhecimento especializado para serem executados e interpretados.

Esse conhecimento especializado e requisitos computacionais são uma raridade em muitas regiões e dentro de comunidades locais. Essa falta de avaliação de impacto viável está colocando as comunidades em desvantagem, tornando-as mais vulneráveis ​​às mudanças climáticas.

Um novo relatório de cientistas da ONU encoraja a comunidade global de ação climática e os estados-membros da ONU a considerar a inteligência artificial (IA) como uma solução promissora para esse problema. A IA é flexível, computacionalmente eficiente e pode ser executada em serviços baseados na web e na nuvem.

À medida que a IA continua a crescer em popularidade para uma variedade de aplicações, é provável que mais pessoas em breve sejam capazes de operar e interpretar os resultados da IA ​​do que os modelos tradicionais de avaliação de impacto das mudanças climáticas.

No entanto, a IA não foi totalmente utilizada no espaço de avaliação de impacto da mudança climática. Isso motivou os pesquisadores do Instituto Universitário das Nações Unidas para Água, Meio Ambiente e Saúde (UNU-INWEH) a investigar as capacidades da IA ​​conduzindo uma avaliação de impacto da mudança climática rápida, flexível e confiável para 46 cidades nos Estados Unidos.

Seus resultados demonstram o poder dessa técnica para servir como um substituto para métodos convencionais de avaliação de impacto das mudanças climáticas em nível local, que são computacionalmente intensivos e demorados.

“A IA é uma ferramenta poderosa que está sendo usada em quase todos os setores, desde a geração de imagens até a medicina. Não há razão para que ela não possa ser usada também para aumentar a resiliência da sociedade às mudanças climáticas”, disse a Dra. Renee Obringer, pesquisadora em Sistemas de Infraestrutura Urbana e Interdependente da UNU-INWEH, que liderou este estudo.

Eles relatam projetos que podem haver aumentos de demanda de até 15% para água e 20% para eletricidade nas 46 cidades modeladas. Cidades no Centro-Oeste dos EUA provavelmente experimentarão um aumento médio no uso de eletricidade de 20% depois que o mundo ultrapassar 2,0°C de aquecimento acima dos níveis pré-industriais. Para a cidade de Chicago, isso equivale a 745.000 MWh/mês, equivalente à eletricidade anual usada por mais de 26.000 residentes do Reino Unido, 98.000 residentes indianos ou 292.000 residentes nigerianos.

Em termos de consumo de água, o estudo descobriu que as cidades do Centro-Oeste dos EUA podem experimentar um aumento de 7,5% após ultrapassar 2,0 °C acima dos níveis pré-industriais. Dado que a família média dos EUA usa mais de 1.100 litros de água por dia, aumentar isso em 7,5% resultaria em 85 litros adicionais por dia por família ou 57 milhões de litros por dia em toda a cidade. Isso é o equivalente a quase 23 piscinas olímpicas — em apenas um dia para apenas uma cidade.

Espera-se que cidades na Califórnia vejam aumentos significativos na demanda por eletricidade, mas aumentos relativamente pequenos na demanda por água. Mas algumas cidades no sul dos EUA podem experimentar reduções na demanda por água no verão, devido ao aumento da precipitação e da umidade com o aquecimento climático.

Em seu relatório, os cientistas da Universidade da ONU mostram como o conceito de “análogos climáticos” pode ser alavancado para fazer projeções de baixo custo que sejam compreensíveis. Com base nesse conceito, eles combinaram cada cidade dos EUA estudada com outra cidade norte-americana cujo clima atual correspondia à melhor estimativa para o clima futuro da cidade dos EUA.

Por exemplo, seus resultados mostram que o clima futuro da cidade de Nova York se aproxima mais do clima atual de Jonesboro, Arkansas, uma cidade do sul dos EUA. Aproveitar esses análogos permitiu que os pesquisadores eliminassem a necessidade de modelos climáticos complexos, levando a melhorias adicionais na acessibilidade de sua abordagem de IA.

Usar esses análogos é uma nova abordagem que simplifica o processo e pode ser especialmente útil para estudos de impacto de mudanças climáticas locais. “Os análogos reduzem o custo computacional do processo de avaliação de impacto de IA e eliminam a necessidade de os usuários obterem projeções climáticas futuras grandes e complexas. Esta é uma maneira ideal para países, regiões e cidades minimizarem custos e esforços quando não têm experiência e capacidade para simulações climáticas”, disse o Dr. Obringer.

Os autores fazem várias recomendações para expandir o uso de IA na avaliação de impacto das mudanças climáticas, incluindo o desenvolvimento de serviços baseados na web e na nuvem que podem ser especialmente úteis no Sul Global. No entanto, o relatório adverte que a IA depende de dados de alta qualidade e prontamente disponíveis — um problema em muitas partes do mundo.

Assim, embora a sociedade tenha como objetivo desenvolver resiliência às mudanças climáticas por meio de políticas equitativas de mitigação e adaptação, é fundamental garantir que os dados e modelos relevantes permaneçam abertos e livremente acessíveis para permitir que as comunidades entendam seus impactos locais nas mudanças climáticas.

“Este relatório é apenas uma pequena amostra de como o mundo pode se beneficiar das inovações tecnológicas da Quarta Revolução Industrial para enfrentar os desafios de equidade e sustentabilidade”, disse o diretor da UNU-INWEH, Prof. Kaveh Madani.

“A IA tem seus próprios riscos e limites, mas também grandes benefícios que não devem ser descartados, especialmente quando se trata de abordar a exclusão digital e a desigualdade. A falta de infraestrutura computacional não deve impedir as nações de tomarem medidas climáticas adequadas. A IA pode ajudar o Sul Global e as comunidades carentes a superar uma grande barreira e melhorar seus planos para lidar com as mudanças climáticas e eventos extremos.”