Un algoritm creat în Germania prezice fulgerele și trăsnetele cu o acuratețe de 96%

Bazat pe inteligența artificială, acest sistem de previziuni meteorologice creat de o echipă de cercetători germani prezice cu o acuratețe de 96% unde se vor manifesta trăsnetele și fulgerele, cu 15 minute înainte de apariția lor.

La începutul lui iunie 2019, Serviciul Meteorologic German a numărat 177.000 de trăsnete pe cer, în doar câteva zile. Spectacolul natural nu a rămas fără consecințe: furtunile, grindina și ploaia au rănit mai mulți oameni.

Împreună cu Serviciul Meteorologic German, Jens Dittrich, profesor de informatică, și doctorandul său, Christian Schon, de la Universitatea din Saarland, lucrează la dezvoltarea unui sistem care va prezice furtunile cu trăsnete mult mai precis decât până acum.

Doctorandul Christian Schon (stânga) și profesorul Jens Dittrich au creat un sistem care prezice cu o precizie foarte mare apariția fulgerelor și a trăsnetelor. Foto: Oliver Dietze

Potrivit unei lucrări publicate pe site-ul universității, sistemul se bazează pe imagini captate de satelit și pe inteligența artificială. Pentru a investiga mai detaliat această abordare, cercetătorii au primit finanțare ministerul german al Transporturilor în valoare de 270.000 de euro. 

Una dintre principalele sarcini ale serviciilor meteorologice este să avertizeze în legătură cu condițiile de vreme periculoasă. Acestea includ, înainte de orice, furtunile cu trăsnete, care sunt adeseori însoțite de grindină și ploi masive.

Serviciul German de Meteorologie folosește sistemul „Nowcast Mix” pentru această sarcină. Sistemul analizează mai mulți senzori și rețele de observație la fiecare cinci minute pentru a avertiza de iminența unor furtuni cu trăsnete, a ploii masive și a zăpezii în următoarele două ore. 

„Totuși, Nowcast Mix nu poate detecta iminența furtunilor cu trăsnete decât după apariția precipitațiilor. De aceea, folosind date furnizate de satelit, angajații încearcă să detecteze formarea acestor furtuni mai devreme, pentru a putea avertiza în legătură cu ele”, explică profesorul Jens Dittrich, care predă informatica la Universitatea Saarland și conduce grupul Big Data Analytics, citat de Eurekalert.

În videoclipul de mai jos este surprins momentul în care un trăsnet lovește un copac.

Împreună cu studentul său doctorand, Christian Schon, și cu meteorologul Richard Muller, de la Serviciul Meteorologic German, Dittrich a dezvoltat un sistem care ar putea ajuta în curând „Nowast Mix” la prezicerea furtunilor cu trăsnete.

Proiectul lui Dittrich este un prim pas în folosirea inteligenței artificiale pentru prezicerea fenomenelor meteo. Avantajul noului sistem este că are nevoie doar de imagini bidimensionale, adică de fotografii din satelit, pentru a detecta zonele unde masele de aer cald întâlnesc mase de aer rece.

Pentru a identifica aceste procese, cercetătorii folosesc fotografii realizate la 15 minute distanță una de alta. O parte din seria de imagini a fiecărei zone este introdusă într-un algoritm care calculează cum ar trebui să arate imaginea din viitor.

Apoi, cercetătorii compară acest rezultat cu imaginea reală. Diferența dintre prognoză și realitate, pe care cercetătorii o numesc „eroare”, slujește drept input pentru un al doilea algoritm, pe care cercetătorii îl folosesc pentru a detecta relația dintre amplitudinea unei erori și apariția unei furtuni cu trăsnete. 

Utilizat la scară largă, sistemul ar putea ajuta la reducerea semnificativă a pagubelor făcute de furtunile violente care se formează rapid. Foto: Observator.TV

Astfel, pot calcula dacă vom avea parte de trăsnete și fulgere sau nu.

„Acesta este avantajul atunci când analizăm cu inteligența artificială cantități mari de date. Inteligența artificială recunoaște tipare care pentru noi sunt ascunse”, explică profesorul Dittrich.

Viitorul arată promițător, spune Dittrich.

Numai pe baza imagisticii prin satelit, putem prezice fulgerele cu o acuratețe de 96% pentru următoarele 15 minute. Dacă fereastra de predicție este prelungită, acuratețea se reduce, rămânând totuși la peste 83% pentru o perioadă de timp de până la cinci ore”, explică Dittrich.

Totuși, rata de alarme false este încă prea crescută, spun cercetătorii. Ei cred că o pot reduce semnificativ dacă își programează modelul pentru alte caracteristici. Pentru a investiga mai în detaliu, Ministerul Federal al Transporturilor le-a oferit deja cercetătorilor suma de 270.000 de euro.

Ca să știi mai mult, citește „Enigmele științei”

După secole de salturi uriașe în domeniul științei – de la tiparniță la fisiunea nucleară -, ne punem întrebarea: A mai rămas ceva de descoperit și de cercetat și în secolul XXI? Știința ridică la fel de multe întrebări precum acelea la care a găsit deja răspunsuri. Toate intră în categoria „enigme ale științei”, care își așteaptă rezolvarea.

Și, cine știe, poate chiar unii dintre dumneavoastră, dragi cititori tineri, veți contribui, într-un fel sau altul, la dezlegarea lor.  Există cazuri celebre de mari oameni de știință – Faraday, Darwin, Einstein etc. – al căror drum în carieră le-a fost determinat de citirea, în adolescență, a unor modeste cărți de popularizare a științei.

Însă, de multe ori, dezlegarea unei enigme științifice duce la descoperirea alteia noi – și așa mai departe. Newton, unul din marile genii ale omenirii – cu modestie – a scris, la sfârșitul cărții sale „Principiile matematice ale filosofiei naturale”, tipărită în 1689, următoarele cuvinte:

„Nu știu cum arăt eu în fața lumii, dar mie mi se pare că sunt un băiat care se joacă pe țărmul mării și se distrează căutând din timp în timp pietricele colorate sau o scoică roșie, în timp ce marele «ocean al adevărului» se întinde necunoscut în fața mea”.

Deși între timp au fost făcute multe descoperiri științifice, „pietricelele colorate” nu s-au epuizat, oceanul adevărului vă așteaptă ! Tocmai de aceea, știința continuă să fie vie și atât de fascinantă. Pentru mai multe informații privind temele puse în discuție, cititorii sunt invitați să consulte bibliografia care a stat la baza documentării autorului, anexată la sfârșitul acestei cărți.

„Enigmele științei” se găsește cu reducere pe eMag sau pe Libris.


Articol interesant? Dă-l mai departe!

Citește în continuare

Lasă un comentariu