DMI’s AI-model trænet på Gefion-supercomputeren forudsiger vejret på få minutter med høj præcision

En specialenhed af forskere på DMI har ved hjælp af supercomputeren Gefion i løbet af få måneder udviklet en regional AI-vejrmodel, der kan måle sig med den eksisterende internationalt udviklede vejrmodel på parametre som temperatur og vind.

Den eksisterende vejrmodel er baseret på fysiske ligninger. Ud fra et nulpunkt af observationer beregner den, hvordan vejret vil blive. Vejrmodellen er udviklet internationalt over 20 år, mens AI-modellen er trænet på et stort datasæt over nogle få måneder.

AI-modellen kræver blot en brøkdel af computerkraft og minutter at afvikle sammenlignet med den traditionelle model, der kræver flere timer til beregning. De foreløbige resultater viser, at den nye AI-vejrmodel nærmer sig den eksisterende model, når det kommer til forudsigelser om temperatur og vind.

– Pilotprojektet har vist, at DMI kan udnytte AI meget hurtigt og effektivt. Vi har flere AI-modeller i vores pipeline til forudsigelse af nedbør og skydække, der vil kunne drage direkte nytte af vores erfaringer, som er høstet på få måneder, siger vejrforsker i DMI Kasper Hintz.

– Samarbejdet mellem DCAI og DMI markerer et vigtigt fremskridt i anvendelsen af AI til det vigtige videnskabelige område, meteorologi, siger Nadia Carlsten, CEO i Danish Centre for AI Innovation. Med AI-supercomputing åbner vi nye muligheder for vejrudsigter, og DMI's banebrydende arbejde viser allerede, hvor transformerende denne teknologi kan være.

Stort potentiale for samfundet

Gefion er rangeret som nummer 21 på den anerkendte Top 500-liste over verdens mest kraftfulde supercomputere. Gefions teknologi kan bruges i en lang række sektorer og anvendelse til alt fra farmaceutiske og bioteknologiske applikationer til AI-drevet innovation.

Fremtidens AI-vejrmodeller får stor betydning for samfundet, alene fordi man hurtigere kan producere vejrprognoser, der også kan afvikles hyppigere.

I samspil med de traditionelle vejrmodeller er det håbet, at man med AI-teknologi som Gefions kan levere markante resultater til den daglige vejrudsigt og varsling, der er første led i landets opbygning af robusthed mod farligt vejr. Det betyder blandt andet, at beredskaber og andre myndigheder kan rykke hurtigere ud, hvilket kan redde vigtig infrastruktur og i sidste ende menneskeliv, når der opstår ekstreme vejrhændelser.

Bedre og hurtigere prognoser af for eksempel skydække vil desuden være direkte anvendelige i den grønne omstilling. Solpaneler er afhængige af solindstråling, og den hurtige forudsigelse af strømproduktion fra solpaneler er afgørende for forbrugernes pris på strøm.

DMI og DCAI indgår treårig samarbejdsaftale

Mens DMI's AI-model allerede har vist betydelige fremskridt, understreger forskerne, at rejsen langtfra er slut.

DMI og DCAI har indgået en treårig samarbejdsaftale, der giver DMI-forskere mulighed for at fortsætte udviklingen af næste generation af vejrmodeller på Gefion. Det udvidede samarbejde med DCAI forventes at give den nødvendige drivkraft til at forfine og udvide AI-drevne vejrudsigtsmodeller, herunder integration af yderligere variabler som nedbør og usikkerhedsvurdering.

– DMI arbejder for at beskytte kongeriget mod farligt vejr og give os de bedste vejrudsigter. Derfor udforsker vi nye teknologier, som for eksempel kunstig intelligens, og vores pilotprojekt på Gefion har kastet væsentlige resultater af sig. Partnerskabet med DCAI giver vi nu mulighed for, at flere DMI-projekter, kan træne på Gefion. Samtidig styrker vi en fælles ambition med DCAI om at etablere et dansk AI-community, der kan levere de eftertragtede AI-kompetencer og opbygge dansk viden inden for feltet, siger vicedirektør i DMI Thomas Kjellberg.

DMI arbejder med en lang række forskningsprojekter, der på forskellig vis omfatter AI og machine learning. Flere af disse projekter kræver storskala GPU-træning og mulighed for at træne på flere GPU-noder – en selvstændig regneenhed på supercomputeren med hukommelse og lagerplads – med hurtig dataudveksling mellem noderne.

DMI har meget lang erfaring med drift af supercomputere, som vil komme parterne til gode i forbindelse med test og validering af Gefion og sekundære systemer.

– DMI's pilotprojekt har demonstreret, at Gefion kan levere hurtige og konkrete resultater for dem, der står i spidsen for innovation. Vi er begejstrede for, at DMI har besluttet at etablere et langsigtet samarbejde med os efter projektets enestående resultater, og vi ser frem til at understøtte deres fortsatte fremskridt inden for AI-drevet meteorologi, siger Nadia Carlsten, CEO i Danish Centre for AI Innovation.

Fakta | Gefion

• Gefion er Danmarks nye AI-supercomputer og blandt de mest kraftfulde i Europa og globalt.
• Supercomputeren er designet og optimeret i samarbejde med NVIDIA til at sætte Danmark og Europa i stand til selv at løfte store AI-projekter, som f.eks. træning af sprogmodeller, forudsigelse af vejret, kvantesimuleringer eller biomedicinsk forskning.
• Gefion består af 1.528 af NVIDIA’s H100 Tensor Core GPU’er, som internt er forbundet med lynhurtige fiberforbindelser og flashdiske, hvilket sætter forskere og AI udviklere i stand til at træne og køre kæmpestore modeller i international skala.
• Hidtil har den form for beregningskraft været forbeholdt private techgiganter i USA eller nogle få akademiske supercomputercentre i verden.
• Med Gefion har Danmark skabt et af de første åbne digitale laboratorier, eller ’AI fabrikker’, optimeret til at skabe og afprøve ny AI-teknologi. På dansk jord og med lige adgang for alle sektorer.

Fakta | DCAI

• Danish Centre for AI Innovation (DCAI) er virksomheden, som ejer og drifter Gefion. DCAI er et dansk selskab grundlagt i 2024, som et offentligt-privat partnerskab af Danmarks Eksport- og Investeringsfond, EIFO, og Novo Nordisk Fonden.

• Missionen er at accelerere AI-forskning og innovation på universiteter, i det offentlige og blandt private firmaer, fra start-ups til store etablerede virksomheder, ved at facilitere adgang til beregningskraft (Gefion), samt stærke faglige kompetencer og netværk inden for AI og supercomputerberegninger.

Fakta | DMI og supercomputere

• DMI er det første pilotprojekt, der kører på Gefion, som nu har udviklet sig til en flerårig samarbejdsaftale.
• DMI ejer og driver i samarbejde med UWC-West en supercomputer på Island.
• DMI er en del af det europæiske vejrcenter ECMWF, der driver en supercomputer.
• DMI bruger også platforme i regi af det europæiske samarbejde EuroHPC GPU.