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肯尼亚图尔卡纳湖岸边的干旱。2015年9月14日（Andrzej Nowojewski摄）

肯尼亚内罗毕，2023年8月22日（ENS）——气候和人工智能研究人员警告说，人工智能工具输入的有偏差的数据正在产生不可靠的天气预报。他们说，发展中国家错过全球气候行动的风险最大，并可能经历“社会冲突事件”。

英国剑桥大学和丹麦、德国、英国和美国其他大学的科学家警告说：“目前的人工智能系统是在有偏差的数据集上进行训练的，这些数据集可能会破坏政治机构的稳定性，影响气候变化缓解和适应决策，并危及社会稳定，可能导致社会冲突事件。

科学家们坚持说：“适当设计一个偏差小的人工智能系统，反映对社会和地球挑战的直接和间接影响，这是一个至关重要的问题。

该论文称，人工智能驱动的气候建模工具所依赖的气候数据收集中的偏差可能会限制它们对试图预估未来情景和指导全球行动的气候科学家的实用性。

主要作者、英国剑桥大学计算社会科学助理教授Ramit Debnath表示，这些数据差距在发展中国家比发达国家更为明显，因为访问发展中国家低收入国家的数据集进行建模和分析具有挑战性。

Ramit Debnath，英国剑桥大学计算社会科学助理教授，2018年（摄影：Sian Owen小姐）

“数据差距很难准确量化，但总体趋势是大多数人工智能主导的气候公司都位于发达国家，”Debnath说，他也在加州帕萨迪纳加州理工学院人文与社会科学系工作。

“通过人工智能应对气候变化极具挑战性，因为与这个复杂系统相关的变量数量巨大，”研究人员写道。“例如，气候数据集非常庞大，需要大量时间来收集、分析和使用，以做出可以转化为气候行动的明智决策。使用人工智能来解释不断变化的气候变化因素使我们能够对环境变化产生更明智的预测，使我们能够更早地部署缓解策略。这仍然是人工智能在气候行动计划中最有前途的应用之一。

气候科学中使用的人工智能计算机程序旨在扫描复杂的数据集以寻找其模态。

但是，研究人员警告说，缺乏来自发展中地区，某些社会群体或某些时间段的信息，会在数据中造成“漏洞”，从而导致不准确的气候预测和误导性结论。

这意味着“这些模型很有可能经过良好校准并为发达国家场景而构建，因为它们已经拥有良好的数据和天气监测基础设施，”Debnath说，他与合著者Emily Shuckburgh一起担任该大学剑桥零碳气候变化倡议的研究员。

偏差可以大致分为有偏差的编程、有偏差的数据集和有偏差的算法。该研究表明，编程和算法更容易纠正，因为它们是数学的。

但研究人员说，有偏差的数据集是最难纠正的，因为数据不存在，需要大量的金融资本和人力投资才能从头开始构建它们。

生成式人工智能——可以产生文本和图像等内容的技术——表明它在与发展中国家相关的话题上努力。Debnath解释说，非西方国家的地方和文化背景没有用代表性数据集很好地记录下来。

2022 年 11 月 19 日，骑骆驼穿越瓦迪拉姆，也被称为月亮谷，这是一个在约旦南部靠近沙特阿拉伯边境的沙漠砂岩和花岗岩岩石中切割的山谷（Jan Helebrant 摄）

研究人员说，有偏差的气候数据将对极端天气事件产生不准确的预测。

无论如何，发展中国家的低收入国家特别容易受到气候变化的影响。科学家认为，由于数据有偏差或不完整或缺乏数据集而导致的不准确的天气预报将进一步减缓减缓和适应工作，导致气候对财产、人力和社会资本造成更多损害。

“我们研究最重要的发现是数据正义可能是气候正义的关键，”Debnath说。“我们的建议是，无论谁在建立气候行动人工智能，都必须意识到数据差距和嵌入式偏差，以及需要做出哪些努力来缩小这些差距。

剑桥大学的研究于8月17日发表在《自然》杂志“npj Climate Action”上，标题为“利用人类和机器智能进行行星级气候行动”。

作者建议，“数据漏洞”可以通过人类知识使用所谓的“人机交互”设计来填补，为人工智能气候变化程序提供检查用于提高预测准确性的数据的可靠性和上下文的帮助。

他们以人工智能聊天机器人模型ChatGPT为例，它可以向人类用户提出后续问题，承认错误，挑战不正确的前提并拒绝不适当的请求。

研究人员建议加强发展中国家的数据基础设施，并投资于COCO-Africa等本土数据初创企业，该平台旨在通过收集和策划来自撒哈拉以南非洲国家的本地和上下文驱动的数据集来弥合数据差距。

肯尼亚梅鲁科技大学数学系高级讲师Joab Odhiambo说，人工智能对于非洲的准确天气监测至关重要，特别是为了避免气候灾害。

“人工智能可以通过提高预测准确性并及时应对干旱，洪水和热浪等事件来彻底改变天气监测和灾害管理，”他告诉 SciDev.Net。

然而，他强调，准确的天气监测和后续干预措施的实用性取决于各种因素，包括技术、基础设施、教育、资金和治理。

非洲科学院（AAS）气候科学家兼项目经理Obed Ogega表示，在气候变化预测和适应或缓解战略中使用人工智能工具仍处于发展阶段。“我们需要一些时间才能完全了解人工智能工具在气候科学和气候行动中的准确性[或]有效性，”Ogega告诉 SciDev.Net。

由于撒哈拉以南非洲等地区可用于“训练”人工智能工具的观测数据更为有限，文章中提到的“漏洞”可能更大，错误信息的风险更大，“Ogega说。

“当务之急是对机器智能社区内的数字不平等和不公正保持敏感，特别是当人工智能被用作应对气候变化等地球健康挑战的工具时。这就是社会科学，哲学和人文学科的作用变得更加关键的地方，“科学家们写道。

“弥合这种鸿沟和消除数据集的偏差应该是理想的机器智能驱动的数字化系统的核心组成部分。否则，预先训练的数据集将保持偏差并过度代表某些群体，从而导致有偏差的气候行动人工智能，“他们总结道。

对于那些延迟采取行动纠正有偏差的数据集的人，他们有更强烈的警告。

“有强有力的证据表明，国家之间和国家内部在气候行动（减缓和适应）方面的结构性不平等。它在发展中国家的脆弱和资源有限的社区中更为突出，“他们写道。“据估计，这种不平等如果持续下去，将产生影响社会崩溃和地球稳定的灾难性后果，包括无法实现任何减缓气候变化的途径。

在肯尼亚首都内罗毕以北四小时车程的肯尼亚梅鲁市，梅鲁科技大学（MUST）正在建立自己的气象站，以便学生和教师能够获得准确的气象读数。

梅鲁大学科学家检查他们的新自动气象站，这是肯尼亚气象部门的礼物，2023年，肯尼亚梅鲁（照片由梅鲁科技大学提供）

该大学与肯尼亚气象部门建立了合作伙伴关系，在大学校园内建立了一个最先进的气象站。

肯尼亚气象局向澳门科技大学赠送的自动气象站由副校长Romanus Odhiambo教授出席，他认识到这种先进设备将为各个学科带来的价值。他表达了大学对合作伙伴关系的承诺，以及对教育和研究的预期积极影响的热情。

“随着梅鲁科技大学采取措施促进创新和知识共享，与肯尼亚气象部门的合作气象站项目证明了澳门科技大学致力于优质教育和科技变革性进步，”他说。

气象站配备了尖端技术，具有四个传感器，旨在检测关键参数：雨水、气温、湿度和大气压力。

使该气象站与众不同的是其通过3D打印在国内的创新制造。这种独特的方法不仅突出了肯尼亚的技术进步，而且还确保了该站的传感器易于更换，从而最大限度地减少了发生故障时的停机时间。

这种创新设计符合澳门科技大学在科学、技术和创新领域提供优质教育和研究机会的承诺。

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