AI mejora la confiabilidad del pronóstico de inundaciones globales

Las personas confían en Google para obtener información confiable durante las crisis para salvaguardar a sí mismas y a sus seres queridos. Las inundaciones, al ser el desastre natural más común, afectan a casi 1.500 millones de personas, aproximadamente el 19% de la población mundial, que enfrentan riesgos significativos por inundaciones graves. Las inundaciones no solo amenazan vidas, sino que también causan alrededor de $ 50 mil millones en daños económicos a nivel mundial cada año.

Durante la mayor parte de la historia, la predicción de inundaciones con precisión a gran escala fue difícil debido a la complejidad del problema y la falta de recursos y datos necesarios. Con solo una pequeña fracción de los ríos del mundo monitoreados por medidores de flujo de corriente, esto planteó un gran desafío de seguridad, especialmente para las personas en los países en desarrollo y las comunidades desatendidas.

En un nuevo artículo publicado en Nature, exploramos cómo la IA puede revolucionar el pronóstico de inundaciones, llegando a las áreas más afectadas por el cambio climático. Nuestros hallazgos muestran que AI nos ayudó a predecir las inundaciones fluviales con mayor precisión hasta 7 días de anticipación. Esto nos permitió ofrecer pronósticos de inundación en 80 países, que cubren 460 millones de personas. También hacemos que estos pronósticos estén disponibles a través de Google Search, Google Maps y Notificaciones de Android cuando sea posible.

Nuestro blog de investigación se sumerge más profundamente en el documento, mostrando cómo las tecnologías hidrológicas globales basadas en la IA de Google Research pueden mejorar significativamente el pronóstico de inundaciones en comparación con los estándares actuales. Esto es especialmente importante en países con datos de inundaciones limitados, lo que nos permite expandir el pronóstico en todo el mundo. Los sistemas de alerta temprana pueden reducir drásticamente las muertes, y los plazos de entrega extendidos son un cambio de juego para las comunidades. Nuestra tecnología extendió la confiabilidad de los ahora en el cero a cero a cinco días en promedio, y hemos mejorado los pronósticos en África y Asia para que coincidan con los de Europa usando IA.

Esta información ahora es una herramienta para personas, comunidades, gobiernos y organizaciones de ayuda a tomar medidas preventivas y proteger a las poblaciones vulnerables. No ha sido un viaje fácil, particularmente en áreas con datos escasos y altos impactos en las inundaciones. Al lanzar nuestro último artículo, reflexionemos sobre algunos momentos clave en nuestra búsqueda para usar IA para un pronóstico preciso de inundaciones ribereñas:

Nuestro primer piloto en India nos enseñó una valiosa lección

Nuestro viaje comenzó con un piloto en la región de Patna de la India. Bihar, donde se encuentra Patna, es uno de los estados más propensos a las inundaciones de la India, y muchos residentes enfrentan la amenaza constante de inundaciones devastadoras. Nos asociamos con funcionarios locales y usamos datos en tiempo real para desarrollar pronósticos de inundación, integrándolos en alertas públicas de Google en 2018.

Alimentamos nuestros modelos con una combinación de eventos históricos, niveles de río y datos de terreno, con cientos de miles de simulaciones para crear pronósticos detallados de inundaciones del río. Si bien este método dirigido a la precisión para ubicaciones específicas, nuestro objetivo final era abordar el desafío global. Creemos que el aprendizaje automático podría ayudar a escalar el pronóstico de inundaciones en todo el mundo.

Iniciar colaboraciones con la comunidad de investigación y científica

En 2019, ampliamos nuestra cobertura de pronóstico de inundaciones 12 veces, enviando 800,000 alertas a aquellos en las áreas afectadas mientras mejoramos nuestra tecnología de pronóstico. A medida que profundizamos en el potencial del aprendizaje automático, comenzamos a trabajar con investigadores académicos para combinar simulaciones de inundaciones basadas en la física hidrológica con nuestros métodos de IA.

Nuestra investigación y el progreso con redes de memoria a corto plazo (LSTM) para predicciones precisas de inundaciones nos inspiraron a imaginar una plataforma global de pronóstico de inundaciones de extremo a extremo. Esta plataforma entregaría información confiable, incluso en regiones sin medidores de inundación.

El pronóstico de inundaciones se expandió aún más, pero estaba limitado por la disponibilidad de datos locales

Sobre la base del éxito de nuestro piloto de la India, ampliamos nuestros pronósticos en la India y en Bangladesh, llegando a 360 millones de personas. Gestionamos pronósticos hasta 48 horas antes gracias a los avances de nuestra tecnología. Sin embargo, nuestros modelos dependían de los datos de flujo de flujo local, lo que hizo que la escala de otros países fuera desafiante.

El pivote a un modelo global de pronóstico de inundaciones basado en la IA y la expansión a más de 80 países

Al realizar las limitaciones de confiar en los datos locales y con el avance de la investigación de IA, pasamos a un modelo global. Utilizamos fuentes de datos globales para capacitar nuestras redes LSTM, con el objetivo de predecir inundaciones incluso en áreas sin datos de flujo de flujo local.

En 2022, lanzamos la plataforma Flood Hub, ofreciendo pronósticos en 20 países, incluidos 15 en África, donde el pronóstico estaba previamente limitado por la escasez de datos. Para 2023, nos expandimos a 60 países más en África, Asia-Pacífico, Europa y América del Sur y Central, que cubren 460 millones de personas. Ahora, los pronósticos en tiempo real en el centro de inundaciones son accesibles libremente para muchas comunidades vulnerables en los países en desarrollo. Gracias a nuestro modelo global basado en la IA, el acceso de pronóstico de inundaciones en África ahora está a la par con Europa.

Trabajando en asociación

Para seguir impulsando la ciencia e investigaciones hacia adelante y hacer una diferencia real en la que se necesite más, sabemos que la colaboración con académicos, gobiernos locales y organizaciones internacionales es crucial.

Trabajamos con grupos de ayuda internacional para proporcionar pronósticos de inundaciones procesables y colaborar con la Organización Meteorológica Mundial (WMO) para apoyar los sistemas de alerta temprana, particularmente las advertencias tempranas para todas las iniciativas, con el objetivo de dar a todos las advertencias tempranas sobre los riesgos climáticos para 2027. También estamos estudiando cómo AI puede abordar los desafíos del mundo real en las agencias nacionales de inundación nacionales.

Hemos trabajado en estrecha colaboración con académicos y organizaciones hidrológicas a través de talleres e iniciativas anuales como nuestro Proyecto Caravan, que estandariza y agrega conjuntos de datos existentes.

Nuestro viaje está lejos de haber hecho

A medida que el cambio climático empeora, las inundaciones pueden alcanzar inesperadamente. Nuestro objetivo es seguir utilizando nuestra investigación y tecnología para expandir nuestra cobertura, predecir otros eventos relacionados con las inundaciones como las inundaciones flash y urbanas, y explorar cómo la IA puede abordar desafíos más amplios de adaptación climática y problemas de sostenibilidad.