2024气候危机中的创新与适应：技术新常态- (1)

研究报告 2024年1月 Getty Images 图片： 目录 执行摘要 4前言3简介 5 1 理解风险（以及机会）12 构建韧性1.1无人机数据采集141.2物联网与传感器用于数据收集141.3地球观测用于行星智能151.4人工智能161.5AR/VR可视化气候影响191.6高级计算助力智能 2.1具有气候适应性的基础设施242.2气候适应性粮食系统252.3弹性全球供应链262.4先进的早期预警系统 3动态响应283.1首次72小时303.2人工智能在人道主义数据收集中的应用303.3地球观测用于灾后分析313.4人工智能在危机后决策中的应用323.5无人机优化搜救行动333.6AI优化移动和疏散27 4 多利益相关者合作与关键推动因素 3533 4.1374.2404.341开源是解锁重新定位调整以吸引资金。政策与法规作为催化剂 免责声明：本文件由世界经济论坛发布，作为对某项贡献的投入。 项目、洞察领域或互动。本报告中表达的研究结果、解释和结论是经世界经济论坛促进和认可的合作过程的结果，但并不必然代表世界经济论坛的观点，也不代表其全部成员、合作伙伴或其他利益相关者的观点。 © 2024 世界经济论坛。版权所有。未经许可，本出版物任何部分不得以任何形式或通过任何手段进行复制或传播，包括影印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 哈米德·马赫，波士顿咨询集团管理总监兼合伙人 海伦·伯德特，世界经济论坛地球科技部门负责人 近年来，极端天气事件席卷全球——从2021年德国的洪水到去年夏威夷、加拿大东部和澳大利亚的野火——几乎毫无疑问地表明气候变化的影响正在到来。气候科学明确指出，这些影响将会变得更加不稳定：当前排放的持续和自然退化与这一十年内增加的突然和缓慢发生的事件相关。减缓温室气体（GHG）排放从未如此紧迫。与此同时，社区、企业和政府必须适应目前和即将到来的变化。 在所有这些领域都是一种赋能者——帮助领导者不仅评估气候风险，而且识别解决方案，并在现实世界中构建韧性。特别是数据驱动和数字技术，将成为适应价值保护和创造的关键来源。在这些技术方面的进步——尤其是人工智能（AI）——是2023年的主要故事之一。本报告概述了数据驱动和数字技术如何支持气候适应，从加强风险分析和气候加固供应链到推动研发和发现过程，以产生下一代气候技术。 适应是指演变以应对变化的过程——在这种情况下，调整生态、社会和经济系统以减轻气候变化的影响。这包括对极端事件（如洪水和野火）的危机响应。它还包括应对一个可靠气候和天气条件不再可以视为理所当然的世界的多方面、灵活的方法。领导者需要新的智慧形式来将弹性融入他们的社区和企业。在这个过程中，先行者会发现这不仅是一种风险缓解策略，也是一个竞争优势的来源。 The技术适应气候变化工作组，由世界经济论坛第四工业革命中心主办，召开以制定本报告并推进与气候变化适应技术相关的应用和知识。工作组包括来自技术、工业、公共部门、学术界和民间社会的领导者及专家。其成员对于确定本报告的范围并将特定领域的见解带入其章节至关重要。 气候变化没有技术上的万能药。更准确地说，没有可以替代对温室气体排放进行深度和快速减缓的替代方案。气候变化的影响已经存在，无法忽视。技术提供了一种管理这些影响的方法——适应并给一个不确定的未来带来更多清晰。 存在多种相互依赖的气候适应方法，包括经济激励、政策和法规、由地方领导的干预以及基于自然的办法。技术是关键。 管理摘要 气候变化的影响正在加剧，数据驱动和数字技术可以帮助缓解这些问题。 气候变化——以极端和慢发性事件的形式——的影响频率和强度正在增加。《世界经济论坛》2024年《全球风险报告》将极端天气事件评为未来两年第二大严重风险——以及在10年展望期内的最严重风险。世界上近一半的人口容易受到气候变化的影响。全球经济 virtually每个领域都在一定程度上受到气候变化相关的风险威胁。 无人机正在改变领导者收集、处理和分析信息的方式。这些技术提供了有关地球在行星级别上如何变化的情报，以及这些影响可能对企业和当地社区产生怎样的影响。 构建抵御气候影响的能力 人工智能正通过优化和实时维护将耐药性融入关键基础设施，例如洪水管理系统。地球观测和物联网正在为关键耐药性工具如预警系统带来新的精确度。 技术对于构建适应性、推动创新以及为领导者和社会带来新能力至关重要。没有一项技术万能药能够解决气候变化问题；深层次和快速减少温室气体（GHG）排放的替代品是不存在的。然而，技术——特别是数据驱动和数字技术——可以帮助领导者管理与气候变化影响相关的日益增加的风险，并在过程中解锁新的机遇。一系列新兴技术——都与人工智能（AI）和高级计算相协同——支持综合适应策略，并在“适应周期”的每个阶段都发挥着关键作用： 在地球观测受到冲击时动态响应，以及利用无人机，可以提供在极端事件发生后难以到达地区的观测视角。无人机也被用于运送紧急援助和支持搜救行动。人工智能的预测和优化能力提高了对局势的了解。 气候危机需要适应。数据驱动和数字技术在全世界的适应努力中已经起到了至关重要的角色；在得到开放协作、改善融资和有利政策环境的支持下，它们准备在更大范围内得到采用，产生更深远的影响。 理解人工智能、地球观测和物联网（IoT）中的风险和机遇 引言 向技术驱动的气候适应方法迈进。 它已经官方确认—2023年是记录中温度最高的年份。1六月是有记录以来最热的六月，七月是最热的七月，八月是最热的八月，九月是最热的九月，十月是最热的十月。2在一年之中，大约每三天就有一天气温突破了1.5°C的阈值。3气候变化正以前所未有的速度加速。 2000亿美元——比过去20年的年度平均数高出40%（不包括地震）。8 极端天气事件并非气候变化的唯一影响。缓慢发生的事件，9例如，全球温度升高等正在损害农业、生物多样性和人类健康。冰川和极地冰盖正在融化，海平面上升通过侵蚀、洪水和咸水入侵威胁着沿海社区。季节性降水模式正在发生变化，导致某些地区降雨量增加，而其他地区则沙漠化。联合国环境规划署的大卫·詹森表示：“在世界上许多地方，以往季节性天气模式中存在的可预测性已经消失了。” 影响后果显而易见。4近年来，极端天气事件，如热浪、野火和飓风，数量有所增加。5如果这些趋势持续，极端事件可能会增加到560。6到2030年一年——每天1.5个——比2015年增长40%。7此外，除了人类痛苦之外，其代价是巨大的；在2022年，自然灾害给各国政府和商业机构造成超过 所有行业都通过急性危害和慢性危害面临某种程度的气候风险。 在2019年，全球适应委员会估计，到2030年投资1.8万亿美元用于气候适应措施，可能带来7.1万亿美元的净收益。 数据驱动和数字技术特别适合构建适应能力并解决气候决策中涉及的多变量、复杂问题（见图2）。这些技术可以处理自然、社会经济和经济系统之间的相互关联，应对众多变量和不确定性程度，并在多个时间跨度和紧迫性方面协调气候行动。在这方面，东京大学全球公共中心主任Naoko Ishii表示：“适应需要从长期、战略的角度来看待。从历史上看，适应被视为对特定事件的短期或临时响应——与缓解战略分开。数据和科技可以帮助将这些战略长期对齐。”这正是气候危机所要求的这种智慧。 对于全球的领导者，无论是公共还是私人部门，数据驱动和数字技术都将创造和保护价值。它们将以多种方式使领导者受益，从支持决策和推动科学发现到改变行为。同时，基于技术的 适应需要政策制定、社区参与和国际合作才能有效运作。多利益相关方的方法对于快速扩大规模并推进全球应对气候变化的努力至关重要。 人工智能* 增强现实/虚拟现实** 工业革命的技术一直是气候变化的一个重要驱动因素。16但是，新兴和新技术可以帮助领导者适应21世纪不断变化的气候。技术将使领导者能够增强行业韧性、保护生态系统并保障人类福祉。 使用，其次，它们对产生重大贡献的巨大潜力。因此，首先强调了目前为气候适应提供关键解决方案的技术，其次强调了那些正在快速发展并预期将为未来气候韧性带来显著益处的技术。 多种因素，如科学技术发展、政策支持、市场需求以及日益紧迫的感觉，正在推动气候适应方面的突破性技术发展。这种融合正在催化创新，并为在全球范围内将适应性能力融入组织和社区开辟新的途径。 此外，这些技术在数据生命周期中具有广泛的应用。17每个阶段都蕴含着不同的挑战和机遇。因此，本报告旨在探讨生命周期各阶段的技术（例如，物联网在数据收集方面的应用；以及机器学习（ML）在进一步的数据分析中的应用）。 尽管本报告中所分析的六项技术可以独立运行，但它们在协同使用时的影响力可以扩大。本报告涵盖了这两种运行模式。例如，在飓风过后，地球观测技术可以独立运行以捕捉受损建筑物的图像，或者这些图像可以与基于人工智能的系统结合使用，以帮助保险公司处理损失索赔。18 介绍这些技术 一套基于数据和数字技术的工具——所有这些都与人工智能（AI）协同作用——正在成为气候适应的关键任务工具。本报告关注的特定技术包括无人机、物联网（IoT）、地球观测、增强和虚拟现实（AR和VR）、先进计算和人工智能。共同构成了一款前所未有的气候适应工具包。 为确保可持续的未来，应在气候适应策略中将先进技术作为中心。关键不仅在于开发和部署这些技术，还在于利用它们进行发现过程，这将发明未来的解决方案。 鉴于气候危机的紧迫性，这些技术的选择基于以下两个关键标准之一：首先，它们立即投入使用的准备情况。 一套先进的与人工智能协同的技术正在进入主流，并成为气候适应的关键工具。这些工具位于数据生命周期的不同阶段；它们有时独立使用，有时协同运作。 他们的能力 技术产生了一系列领导者可以应用于现实世界影响的才能。这些才能从预测性决策到引导行为改变不等。以不同的方式，这些才能依赖于数字智能，并且所有这些对于推动气候适应都是宝贵的。 适应周期 领导者可以将这些能力应用于其气候适应策略中。一个有效且全面的策略遵循“适应周期”，包括：1）理解风险和机遇，2）构建对未来影响的抗性，以及3）在气候变化影响发生时动态响应。 “那么如何”——从先进技术中崛起的能力 关键不仅在于开发和部署这些技术，还在于使用它们进行发现过程，从而发明未来的解决方案。 问题——例如，确定一条最小化气候风险的商业路线——并且可以迭代多种策略，直到找到最佳结果。此外，这些算法可以快速调整参数（例如，在供应链遭遇意外气候冲击的情况下）并提供建议性更新。 为了实现技术适应性的潜力，了解它为领导者提供的功能至关重要。本报告中所介绍的一组先进技术支持五个不同能力的发展： 人工智能正在改变……电力发现过程因可研究的数据量及形式（即结构 化和非结构化数据）以及其处理速度而推动科学。这就是深度学习工具，如谷歌DeepMind的Alpha Fold，开创了从序列确定蛋白质结构的方法。同样，气候和天气 聚集、处理和完成数据集。技术使领导者能够处理大量信息。例如，私营公司已经发射了自己的卫星，扩大了行星数据的收集。另一方面，物联网允许构建传感器平台以收集本地数据。人工智能能够汇总这些数据，并为完成提供新能力。数据19时序和空间上稀疏的数据集。 氨基酸。研究人员正在使用人工智能来近似复杂的物理和化学现象并嵌入As。他们在下一代建模系统中。 Mehdi Ghissassi，DeepMind的总监和产品主管表示：“人工智能正帮助人类产生新的知识，扩展我们对各个科学领域的理解。这些进步可以在生命科学、气候和能源等领域带来更好的结果”。 加强规划和决策能力 人工智能的旗舰能力是研究复杂问题并预测未来影响。这些预测能力正在改变规划和决策。例如，人工智能使得计算投资于气候弹性的财务、运营和社会影响成为可能——并且，关键的是，能够预测不采取行动的成本。这两者都是优先考虑潜在行动和有效分配资源所必需的。 在许多 推动适应性行为领域，气候行动需要行为层面的改变。