Por Agencias

Google Research presenta un nuevo modelo de libre acceso que combina física y aprendizaje automático capaz de realizar previsiones meteorológicas a corto y medio plazo, así como de simular el clima a lo largo de varias décadas.

Denominado NeuralGCM, supera a algunos modelos existentes de predicción meteorológica y climática y tiene el potencial de significar un gran ahorro de potencia computacional respecto a los simuladores convencionales. Su descripción se publica en la revista Nature.

Reducir la incertidumbre en torno a las previsiones a largo plazo y estimar los fenómenos meteorológicos extremos es clave para ayudar a comprender la mitigación del cambio climático y la adaptación al mismo, resume la revista.

Los modelos de circulación general, que representan los procesos físicos de la atmósfera, el océano y la tierra, son la base actual de las predicciones meteorológicas y climáticas.

Estos son simuladores basados en la física que combinan un solucionador numérico para dinámicas a gran escala con representaciones ajustadas para procesos a pequeña escala, como la formación de nubes.

Se han propuesto modelos de aprendizaje automático como método alternativo de predicción meteorológica, con la ventaja de reducir los costos computacionales, pero a menudo no funcionan tan bien como los de circulación general cuando se trata de previsiones a largo plazo.

Competencia

En este estudio, el equipo de Google Research de Stephan Hoyer presenta NeuralGCM, un modelo atmosférico que combina el aprendizaje automático y métodos basados en la física.

El nuevo modelo atmosférico puede 'competir' con la precisión de las predicciones del Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo para previsiones de 1 a 15 días, según los autores, que, entre otros, compararon su diseño con el modelo X-SHiELD -basado en la física-.

Para pronósticos con hasta 10 días de anticipación, NeuralGCM compite y en ocasiones supera la precisión de los enfoques de aprendizaje automático existentes.

Al predecir las temperaturas y la humedad globales para el año 2020, NeuralGCM obtuvo entre un 15% y un 50% menos de error que X-SHiELD, y generó esas predicciones en 8 minutos frente a los 20 días del otro modelo solo basado en la física.

Cuando los autores incluyeron las temperaturas de la superficie del mar en las predicciones climáticas a 40 años utilizando NeuralGCM, comprobaron que los resultados que producía el modelo coincidían con las tendencias de calentamiento global observadas en los datos del Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo.

También superó los modelos climáticos preexistentes en la predicción de ciclones y sus trayectorias.

"NeuralGCM produce simulaciones climáticas con el mismo nivel de precisión que los mejores métodos de aprendizaje automático y basados en la física", resumen sus responsables, que añaden que, en conjunto, estos resultados sugieren que el aprendizaje automático es un método viable para mejorar los modelos de circulación general.

Libre acceso

Google Research puso NeuralGCM a disposición del público en GitHub, lo que permite a los científicos trabajar con él.

NeuralGCM se entrenó con de ERA5, un conjunto de datos de libre acceso con una densa reconstrucción tridimensional de la atmósfera terrestre de los últimos 80 años. Fue elaborado por el Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo.

Aunque aún no es definitivo, este centro ha expresado su interés en utilizar NeuralGCM como parte de su conjunto experimental de modelos de IA, según fuentes de Google. En noviembre de 2023 la compañía publicó en Science otro modelo de predicción meteorológica, también basado en aprendizaje automático, GraphCast. Según sus responsables -de DeepMind-, "supera significativamente" a los sistemas tradicionales y sirve para ofrecer alertas más tempranas sobre fenómenos meteorológicos extremos.

Un grupo de científicos detectó, "por primera vez en el mundo", tiburones intoxicados con cocaína en Brasil, según divulgó Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), organización vinculada al Ministerio de Salud.

El estudio, ya publicado en la revista 'Science of The Total Environment', identificó la presencia de cocaína en 13 escualos de la especie Rhizoprionodon lalandii, conocido como cazón picudo brasileño.

Las muestras se recogieron en el barrio de Recreio dos Bandeirantes, en la zona oeste de Río de Janeiro, entre septiembre de 2021 y agosto de 2023, dentro de un proyecto para acompañar posibles cambios en la vida marina, ya sean naturales o provocados por la acción humana.

En los 13 especímenes analizados se detectó la sustancia e incluso en 12 ellos encontraron benzoilecgonina, que es el principal metabolito de la cocaína.

"El resultado es impresionante", señaló el farmacéutico Enrico Mendes, uno de los autores del estudio, junto con la bióloga Rachel Ann Hauser-Davis. Ambos forman parte del Laboratorio de Evaluación y Promoción de Salud Ambiental de la Fiocruz.

Para llegar a esa conclusión "inédita", analizaron tejido muscular y el hígado de los trece tiburones, tres machos y diez hembras.

"En Brasil, hay estudios que ya habían detectado cocaína en el agua y en algunos seres acuáticos, como los mejillones. Nuestro análisis es el primero en encontrar la sustancia en tiburones", explicó Mendes.

Vía alcantarillado

Los investigadores creen que los animales se intoxicaron a partir de la "sobreexposición" a la "gran cantidad" de cocaína que se desecha al mar a través del alcantarillado de Río de Janeiro.

También les sorprendió el hecho de hallar una mayor concentración de cocaína en los músculos que en el hígado de los escualos analizados, lo que puede indicar la presencia "abundante" de cocaína en el medio marino de Río.

"Los tiburones se estarían intoxicando de diversas formas, ya sea habitando la región o alimentándose de otros animales contaminados", apuntó Mendes.

Ann Hauser-Davis afirmó que el cazón picudo brasileño es una especie no migratoria que vive cerca de la costa, por lo que seguramente se intoxicó en esa zona oeste de Río, la más populosa y la que más crece de la ciudad, con casi tres millones de habitantes, según el último censo.

"Se cree que puede haber un impacto en el crecimiento, la maduración y, potencialmente, en la fecundidad de los tiburones, ya que el hígado actúa en el desarrollo de los embriones", alertó la investigadora.

Riesgo "mínimo"

Sobre posibles impactos en la salud humana, los investigadores creen que estos sean "mínimos", pues el contacto con el agua es esporádico y además esta no se usa para alimentarse o beber.

Sin embargo, Ann Hauser-Davis recuerda que "muchas veces" este tipo de tiburones se venden de forma "irregular" en los mercados, por lo que harían falta más estudios para responder a esa cuestión.

En este sentido, adelantó que pretenden colectar y analizar muestras de agua y de otros animales, procedentes de esa y otras regiones de la costa de Río de Janeiro, para ver el alcance de ese fenómeno.

El más reciente informe mundial de la Oficina de Naciones Unidas contra la Droga y el Delito sitúa a Brasil como uno de los mayores consumidores globales de cocaína.

El país también es una de las principales rutas de salida, a través de sus puertos, de la droga que es producida en otros países de la región, como Colombia, Perú y Bolivia.