تقنيات للتنبؤ بالكوارث الطبيعية الرهيبة

في 9 أكتوبر 1780 ، الأقوىإعصار في تاريخ حوض شمال الأطلسي. وصلت سرعة الإعصار العظيم إلى 320 كم / ساعة وأزهقت أرواح 27 ألف شخص لم يكونوا على علم بضرورة الإخلاء. بعد أكثر من قرنين من الزمان ، طورت البشرية تكنولوجيات يمكنها التحذير من الكوارث الطبيعية مقدمًا.

رادار

الرادار هو أداة أساسية لا غنى عنها تستخدم لتحديد الطقس. يعود تاريخ محطات الرادار إلى عام 1905، عندما تم تسجيل براءة اختراعها لأول مرةتكنولوجيا الرادار. 

بعد قرون ، مئات الآلاف من الحديثالمحطات ، وهي زيادة كبيرة بدأت في التسعينات وأوائل العقد الأول من القرن العشرين. في تحديد الطقس ، أظهرت الرادارات في البداية فقط شدة ودرجة هطول الأمطار. ثم جاء رادار Doppler ، الذي أعطى متنبئي الطقس الفرصة لتتبع المعلومات حول كيفية تحرك هطول الأمطار في العاصفة. كان رادار دوبلر هو الذي ساعد خبراء الأرصاد الجوية على تحديد الأعاصير المحتملة واكتشاف ظروف نزوح الرياح وإمكانية تجميد الأمطار وتتبع أنظمة العواصف في العديد من مجالات المسح.

التقدم التكنولوجي رادار ذلكدقيقة توفر معلومات عن نوع هطول الأمطار المتوقع: الثلج ، المطر العادي أو البرد الجليدي. من خلال مسح عرض وارتفاع الهيدرومتر (مجموعة من قطرات المطر) ، توفر الرادارات معلومات حول حجم قطرات المطر والثلوج ، بالإضافة إلى معلومات حول ما إذا كانت كرات الثلج أو البرد تسقط أو تدور داخل السحب.

الأقمار الصناعية

في عام 1989، الأرصاد الجوية الأكثر تقدماأتاحت الصور من الفضاء الحصول على صور للأرض كل 30 دقيقة، وكانت دقتها حوالي 1 كيلومتر مربع لكل بكسل. وبعد 30 عامًا، تمكن القمران الصناعيان الجديدان GOES-16 وGOES-17 من زيادة دقة التصوير بمقدار 4 مرات وتكرار التصوير بمقدار 3 مرات. إذا لزم الأمر، فمن الممكن تسريع التردد حتى 30 ثانية لكل لقطة. 

فضيحة الأرصاد الجوية 5G

هذه التكنولوجيا يمكن أن تكون مفيدة ومدمرة في نفس الوقت . وتكمن مزايا 5G في سرعة نقل البيانات، لكن المشكلة هي أنه من أجل تنظيم تشغيل شبكات 5G، يتم أخذ جزء مهم من الطيف الكهرومغناطيسي بعيدا عن الأقمار الصناعية. نحن نتحدث عن نطاق الترددات حوالي 24 جيجا هرتز، والذي تستخدمه الأقمار الصناعية لرصد الظواهر الجوية.

وقالت ناسا أن 5G يسبب حقاالتداخل الذي قد يؤدي إلى إبطاء وصول إشارة الإخلاء المهمة بمقدار 3 أيام. نتيجة لهذه الظاهرة ، تنشأ مفارقة أعادت فيها أحدث التقنيات الإنجازات التي تحققت في التنبؤ بالأعاصير والفيضانات إلى مستوى عام 1980.

يرتبط حل المشكلة بمواصفات 3GPP5G NR ، حيث ستتم حماية البيانات المستقاة من خدمات الأرصاد الجوية الساتلية عن طريق خفض مستويات البث لإشارات 5G المجاورة بين 24.25 و 27.5 جيجاهرتز.

أهمية الكمبيوتر في نمذجة الطقس

التنبؤ بالطقس لا يتم بواسطة جهاز كمبيوتر واحد،a يتكون من مزيج من المعرفة والخبرة الشخصية للمتنبئ والإرشادات المفيدة الناتجة عن نماذج الطقس الحاسوبية. كلما زادت قوة الكمبيوتر، زادت البيانات التي يمكنه معالجتها لكل وحدة زمنية.

خدمة الطقس الوطنية الأمريكية لديها بالفعل 3يستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تنفذ 5.78 كوادريليون عملية في الثانية. يؤدي الحصول على هذا النوع من القوة إلى زيادة عدد وأنواع نماذج البيانات المتاحة للمعالجة بشكل كبير.

مؤشر الإنجاز للكمبيوتر العملاق هوتوقعات المجموعة. هذا النوع من التنبؤ يستهلك الكثير من الموارد لأنه يقوم بعمليات تشغيل متعددة لنموذج الطقس، واحدة تلو الأخرى أو في وقت واحد، مع كل تغييرات طفيفة في إعدادات النموذج وبيانات الطقس المدخلة فيها. إن مقارنة النتائج من كل مجموعة يمنح المتنبئين فهمًا أفضل لاحتمالية حدوث أي نتيجة واحدة.

إنترنت الأشياء (IoT)

لقد شاهد الكثيرون فيلم "تورنادو" 1996العام الذي كان فيه هدف الشخصيات الرئيسية هو إدخال أجهزة استشعار داخل إعصار ضخم للحصول على أدق البيانات عنه. والآن يتم حل هذه المشكلة بمساعدة أجهزة إنترنت الأشياء، والتي توفر فوائد في جميع مراحل الكارثة.

مثال حي على تطبيق إنترنت الأشياءيمكن ملاحظة القتال ضد العناصر في سبتمبر ، عندما كان الإعصار دوريان يحتدم في جزر البهاما. شاركت أجهزة إنترنت الأشياء في نظام تخطيط الإخلاء HURREVAC.

بالإضافة إلى ذلك، أثبتت أجهزة الاستشعار فائدتها فيحسابات الأضرار الناجمة عن الكارثة. تم تنفيذ العمل على تركيب 350 جهاز استشعار لتدفق العواصف على الجسور والأرصفة البحرية وغيرها من الهياكل من قبل موظفي هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.

أجهزة الاستشعار جمع قراءات ضغط المياه التيالمساعدة في تحديد عمق ومدة ووقت طفرة العاصفة. يقع بعضها في مقاطع طويلة عموديًا على الساحل للمساعدة في قياس كيف يمكن للتضاريس المحلية والسمات الطبيعية واستخدام الأراضي أن تقلل أو تزيد من ارتفاع الأمواج وتؤدي إلى أضرار بالفيضانات.