Lidé se snaží předpovídat počasí už po tisíce let, ale teprve v 60. letech 20. století si vědci naplno uvědomili, jak složitý úkol to ve skutečnosti je. Zlom přišel díky americkému meteorologovi Edwardu Lorenzovi, který při práci na atmosférickém modelu odhalil zásadní poznatek: i nepatrná změna vstupních dat může zásadně ovlivnit, jak se počasí dál vyvine. Právě z tohoto zjištění se zrodila teorie chaosu, známá také jako „efekt motýlích křídel“. Podle ní může mávnutí motýla v Brazílii spustit řetězec událostí, který nakonec vyústí v tornádo v Texasu.

S prudkým rozvojem umělé inteligence se ale zdá, že je svět k přesnější a spolehlivější předpovědi blíž než kdy dříve. Tomu napomáhá i americký startup WindBorne Systems, který i díky české podpoře řídí dosud nejpřesnější AI model na predikci počasí na světě.

Kalifornský startup, založený v roce 2019 jako studentský projekt na Stanfordově univerzitě, se za pár let proměnil v rostoucí firmu, která pracuje na vývoji systému, jehož cílem je v reálném čase shromažďovat globální meteorologická data a výrazně zpřesnit předpovědi počasí po celém světě.

Využívá k tomu chytré meteorologické balony. Samo o sobě nejde o přelomový vynález, tato zařízení meteorologové používají už od začátku 20. století. Běžně fungují tak, že se napustí lehkým plynem, většinou heliem nebo vodíkem, který jim umožní stoupat do vyšších vrstev atmosféry. Pod balon se zavěsí malá krabička se senzory, takzvaná radiosonda, která během letu měří teplotu, vlhkost, tlak a polohu pomocí GPS. Balon postupně vystoupá až do výšky kolem 30 kilometrů, kde kvůli nízkému tlaku okolí praskne a jeho radiosonda následně na malém padáku sestoupá zpět k zemi.

WindBorne ale tento princip výrazně vylepšuje. Jejich balony nejsou jednorázové a výška jejich stoupání se dá na dálku měnit podle potřeby. A tak zařízení nejen stoupá k nebi, ale umí plout vzduchem i klesat a sledovat tak různé vrstvy atmosféry po delší dobu. To vede k tomu, že ve vzduchu vydrží až padesát dní. „Naše balóny dokážou obletět celou planetu a sbírat data, která ostatním unikají,“ říká zakladatel společnosti Kai Marshland.

Chytré balony jsou také vybavené přesnějšími senzory a získaná data posílají v reálném čase přes satelit přímo do svého systému s umělou inteligencí, která je následně vyhodnocuje. Energii navíc zařízení čerpá ze solárních panelů. Výsledkem je mnohem rozsáhlejší a spolehlivější sběr meteorologických dat.

Znalost aktuálního stavu atmosféry dnes nehraje roli jen při rozhodování, zda ráno sáhnout po deštníku, nebo kraťasech. Přesná meteorologická data se mohou stát jedním z klíčových nástrojů v boji proti klimatické změně. A právě to si společnost WindBorne podle svého zakladatele klade za hlavní cíl.

Lepší předpovědi větru by například umožnily leteckým a námořním společnostem optimalizovat trasy a snížit spotřebu paliva. Podle odhadů firmy by jejich technologie mohla každoročně ušetřit až 500 milionů tun emisí uhlíku. Přesnější modely počasí zároveň přispívají ke stabilizaci elektrické sítě, což je čím dál důležitější kvůli rostoucímu využívání obnovitelných zdrojů. Zejména větrné elektrárny totiž produkují elektřinu nepravidelně podle toho, jak fouká.

Kromě prevence se WindBorne zaměřuje i na zvládání dopadů, které klimatická změna už přináší. Jejich technologie pomáhá při sledování a předpovídání extrémních jevů, jako jsou hurikány, povodně nebo vlny veder. Uplatnění nachází i při hašení lesních požárů – přesnější údaje o větru a vlhkosti mohou zefektivnit rozhodování o rozmístění jednotek i plánování evakuací.

Výpadky si nemohou dovolit. A právě od toho jsou tu Češi

Společnost WindBorne se na webu Businesswire pochlubila, že její platforma pro předpověď počasí s názvem WeatherMesh překonala i umělou inteligenci GraphCast vyvinutou Googlem. Díky tomu se prý stala nejpřesnějším globálním modelem pro střednědobé předpovědi počasí.

Tento úspěch otevřel WindBorne dveře ke spolupráci s řadou klíčových institucí, od amerického Národního centra pro atmosférický výzkum přes vojenské výzkumné složky až po Nadaci Billa a Melindy Gatesových, která využívá jejich data k podpoře drobných zemědělců v subsaharské Africe. Letos firma zahajuje první komerční testy svých služeb a zaměřit se chce na sektory jako zemědělství, logistika nebo energetika.

Provoz rozsáhlé flotily balónů klade vysoké nároky na technickou infrastrukturu. „Výpadky si zkrátka nemůžeme dovolit. Naše předpovědi běží v reálném čase a zákazníci na ně spoléhají. Ztráta spojení s balónem uprostřed letu je nepřijatelná,“ říká Marshland. Firma proto spoléhá na kombinaci cloudové platformy Render a monitorovacího systému českého startupu Better Stack. Zatímco Render zajišťuje chod systémů na pozadí i rozhraní pro zákazníky, Better Stack sleduje výkon celé platformy v reálném čase.

Praktický přínos spolupráce s českým Better Stackem se ukázal během nedávného problému s řízením výšky balónu. „Přešli jsme z většího pláště na menší, ale náš algoritmus to nezvládl správně zpracovat,“ popisuje Marshland. „Díky logům z Better Stacku jsme zpětně zjistili, kdy a odkud balón posílal zprávy přes satelit. Ukázalo se, že se plášť nespustil ve správný čas. Díky tomu jsme chybu rychle našli a opravili.“

WindBorne zároveň prochází výrazným růstem. Ještě před dvěma lety měl ve vzduchu jen jeden balón — dnes už jich je kolem stovky. A ambice tím nekončí. „Do roku 2028 jich chceme mít deset tisíc,“ říká šéf firmy.

Význam technologie WindBorne ještě víc vynikl v souvislosti s nedávnými škrty v americké Národní meteorologické službě. Za vlády prezidenta Donalda Trumpa došlo ke snížení počtu meteorologů, což vedlo k omezení vypouštění klasických meteorologických balónů na víc než deseti místech v USA. WindBorne na to reagoval nabídkou a poskytl Národnímu úřadu pro oceán a atmosféru data ze svých balónů nad Aljaškou zdarma na půl roku.