KI-Wetter-Startup übertrifft staatliche Behörden bei den Vorhersagen

Ein neues, KI-gestütztes Wettervorhersagetool, das heute vom Start-up WindBorne Systems vorgestellt wurde, liefert häufigere und genauere Vorhersagen zu wichtigen Variablen als das weltweit führende, von europäischen Regierungen entwickelte System – dank Verbesserungen bei der Einbindung von Sensordaten in Deep-Learning-Modelle.

WindBorne wurde 2019 von einer Gruppe von Stanford-Studenten gegründet und konzentrierte sich zunächst auf die Entwicklung besserer Wetterballons mit dem Ziel, Wetterdaten zu verkaufen. Nach dem Aufkommen von Deep-Learning-Modellen für die Wettervorhersage im Jahr 2022 erkannte das Team jedoch, dass es durch die Entwicklung eines eigenen Modells einen größeren Mehrwert erzielen könnte.

WindBorne gibt an, dass die neueste Version seines Modells sowohl die traditionellen als auch die KI-Systeme des ECMWF bei mehreren Variablen übertrifft. Laut Chief Product Officer Kai Marshland lässt sich dies einfach so verstehen, dass WeatherMesh 6 „fünf Tage im Voraus genauso genau ist wie eine traditionelle Vorhersage am Vortag“, insbesondere bei der Messung der Oberflächentemperatur.

Heute erscheint die sechste Version dieses Modells, WeatherMesh, das nach Angaben des Unternehmens genauer ist als sowohl die herkömmlichen als auch die KI-Prognosen des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) – jener zwischenstaatlichen Organisation, die von Meteorologen heute weithin als führender Anbieter präziser Wettervorhersagen angesehen wird.

WeatherMesh 6 erstellt stündlich eine Vorhersage, während herkömmliche Modelle dies nur alle sechs Stunden tun. Die Auflösung wurde in Europa und den kontinentalen USA, wo die Datenqualität am höchsten ist, auf 3 km reduziert.

Herkömmliche Wettervorhersagen stützen sich auf komplexe physikalische Modelle, die teure Supercomputer erfordern und deren Berechnung viel Zeit in Anspruch nimmt. KI-Modelle – entwickelt von Start-ups und großen Forschungslabors wie Google DeepMind – arbeiten in der Regel schneller als physikalische Modelle, bieten derzeit jedoch eine geringere Auflösung, weniger Variablen und eine geringere Genauigkeit über längere Zeithorizonte hinweg.

Dennoch verbessert sich die KI für Wettervorhersagen rasant und wird bereits von großen Regierungsbehörden weltweit eingesetzt. Forscher arbeiten daran, sie in die Systeme zu integrieren, die Wetterdaten aggregieren und öffentliche Vorhersagen erstellen.

WindBorne profitiert von seiner einzigartigen Kombination aus Modellentwicklung und Datenerfassung. Das Unternehmen hat derzeit zu jedem Zeitpunkt rund 400 Ballons in der Luft, die Sensordaten von 15 Startplätzen rund um den Globus erfassen. Die Verbesserungen seines aktuellen Modells beruhen auf Verfeinerungen bei der Einbindung der von den Ballons gesammelten Daten in die Modelle.

„Ich persönlich verstehe das Geschäftsmodell eines KI-basierten Wetterunternehmens ohne einen Vorteil bei den Datensätzen nicht“, sagte John Dean, CEO von WindBorne, gegenüber TechCrunch.

Die Überlegenheit des ECMWF beruht auf seiner Expertise im Bereich der „Datenassimilation“ – dem Prozess, bei dem unterschiedliche Sensorwerte in eine umfassende, maschinenlesbare Darstellung der Welt umgewandelt werden. Derzeit sind KI-Wettermodelle auf Datensätze angewiesen, die vom ECMWF und der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) erstellt werden.

WindBorne und andere Organisationen arbeiten jedoch daran, Daten direkt in die Modelle einzuspeisen. Joan Creus-Costa, Leiter der KI-Abteilung des Unternehmens, sagt, dass die direkte Einbindung von Daten aus ihren Ballons und anderen Quellen der Hauptgrund für die Verbesserung in der neuen Version von WeatherMesh sei. Es habe ein Jahr gedauert, das auf dem Transformer-Modell basierende Modell so zu optimieren und neu zu strukturieren, dass diese Vorhersagen ohne Einbußen bei der Stabilität geliefert werden können.

„Als wir mit der Datenassimilation begannen, waren wir noch sehr stark auf das ECMWF angewiesen“, sagte Dean. „Ich gehe heute davon aus, dass wir auch ohne die Anfangsbedingungen des ECMWF tatsächlich noch recht gute Ergebnisse erzielen würden.“

Das Unternehmen erlebte im vergangenen Jahr einen Schreck, als ein Passagierflugzeug der United Airlines einen seiner Ballons rammte. Das Flugzeug erlitt zwar leichte Schäden, doch niemand wurde verletzt – unter anderem, weil WindBorne die US-Vorschriften bezüglich der Größe seiner Sensorpakete einhielt. Mittlerweile hat das Unternehmen seine Ballons jedoch mit Transpondern ausgestattet, die ihren Standort über das globale Luftverkehrsüberwachungssystem ADS-B melden, um das Risiko einer weiteren Kollision zu verringern.

WindBorne, das 25 Millionen US-Dollar an Risikokapital eingeworben hat und für 2024 mit einer Bewertung von 85 Millionen US-Dollar angegeben wird, verkauft seine Ballondaten an die NOAA (zur Verwendung in der amerikanischen Wettervorhersage), die US-Luftwaffe und die Marine. Das Unternehmen verkauft seine Prognosen zudem an Investoren und Rohstoffhändler. Dean betont jedoch, dass sich das Unternehmen weiterhin auf den Ausbau seines Modells und seiner Dateninfrastruktur konzentriert und nicht auf kommerzielle Produkte – was zum Teil auf die sich ständig weiterentwickelnde Informationslandschaft zurückzuführen ist.

„Ich versuche nicht, ein riesiges Team in die Entwicklung eines SaaS-Produkts zu investieren, wenn die Menschen in zwei Jahren Verbraucherinformationen vielleicht über einen Agenten beziehen wollen, oder?“, sagte Dean.