Prediksi Cuaca Ekstrem: Model Tradisional Masih Unggul Dibanding AI

Model cuaca berbasis kecerdasan buatan (AI) kini tengah dipuji sebagai masa depan prediksi cuaca karena kecepatan dan ketepatannya. Namun, sebuah studi terbaru mengungkap kelemahan besar AI: ketidakmampuannya memprediksi cuaca ekstrem secara akurat. Model berbasis fisika tradisional justru lebih unggul dalam skenario ini.

“Model AI memang memiliki performa yang baik dalam banyak tugas, tetapi untuk peristiwa ekstrem—yang paling penting bagi masyarakat—mereka masih kesulitan,” ujar Sebastian Engelke, profesor statistika di Universitas Jenewa sekaligus salah satu penulis studi yang dipublikasikan di jurnal Science. Studi tersebut membandingkan model AI terkemuka, seperti GraphCast dan Pangu-Weather, dengan database peristiwa cuaca ekstrem terkini.

Hasilnya menunjukkan bahwa AI cenderung meremehkan suhu tinggi pada gelombang panas ekstrem, seperti yang terjadi di Siberia pada awal 2020. Gelombang panas tersebut memicu kebakaran hutan dan pencairan permafrost. Studi lain menemukan bahwa perubahan iklim membuat peristiwa ini 600 kali lebih mungkin terjadi. AI juga kurang akurat dibanding model lama dalam memprediksi angin kencang ekstrem atau suhu dingin yang memecahkan rekor.

Keterbatasan ini berasal dari cara AI dilatih. Model AI menggunakan data historis selama puluhan tahun untuk memprediksi cuaca. “Mereka mencoba memahami secara empiris: jika hari ini cuaca seperti ini, besok cuaca akan seperti apa?” jelas Engelke. “Intinya, mereka hanya mereproduksi apa yang pernah terjadi di masa lalu. Ketika menghadapi cuaca ekstrem—terutama yang memecahkan rekor—peristiwa tersebut belum pernah tercatat sebelumnya. Kurangnya data pelatihan inilah yang membuat prediksi sulit dilakukan.”

Studi ini mengevaluasi model AI setahun lalu, dan sejak itu, beberapa model telah mengalami peningkatan, seperti dengan menambahkan sistem probabilistik untuk memprediksi berbagai kemungkinan hasil. Namun, masalah mendasar tetap ada karena model AI masih bergantung pada data masa lalu. Sebaliknya, model fisika tradisional menggunakan persamaan matematika kompleks untuk merepresentasikan dunia nyata. Model ini lebih mudah beradaptasi dengan kondisi baru, meskipun tidak sempurna dalam memprediksi cuaca ekstrem.

Meski demikian, AI tetap unggul dalam memprediksi cuaca biasa atau peristiwa ekstrem yang masih dalam jangkauan data historis. Misalnya, model AI Atlas yang dirilis Nvidia awal tahun ini berhasil memprediksi Storm Dennis, siklon yang menguat dengan cepat dan melanda Inggris pada 2020. Model tersebut mampu menangkap intensitas angin dan gradien tekanan yang realistis, termasuk siklon yang menyebabkan kerusakan parah.

“Anda bisa melihat dengan jelas melalui visualisasi besarnya angin dan gradien tekanan bahwa model ini mampu menangkap peristiwa angin intens dan siklon yang sangat merusak,” kata Mike Pritchard, direktur riset simulasi iklim di Nvidia.

Model AI juga telah terbukti akurat dalam memprediksi lintasan badai. Saat ini, model AI digunakan bersamaan dengan model tradisional oleh badan meteorologi, perusahaan data cuaca seperti The Weather Company, dan perusahaan asuransi. Para peneliti terus mencari cara untuk meningkatkan akurasi prediksi cuaca ekstrem. Salah satu solusinya adalah dengan menambahkan data simulasi peristiwa ekstrem ke dalam set pelatihan AI. “Ada cara untuk memaksa model memahami seperti apa peristiwa ekstrem yang belum pernah terjadi sebelumnya,” tambah Engelke.