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 يتم استخدامها لتحديد الطقس. بدأ تاريخ محطات الرادار في عام 1905 ، عندما تم تسجيل براءة اختراع لأول مرة تكنولوجيا 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 ، والأرصاد الجوية الأكثر تقدماأتاحت الصور من الفضاء الحصول على صور للأرض كل 30 دقيقة ؛ كانت دقتها حوالي 1 كيلومتر مربع لكل بكسل. بعد 30 عامًا ، زادت أقمار GOES-16 و GOES-17 الجديدة من الدقة بمقدار 4 مرات ، وتكرار الحصول على الصور بنسبة 3 مرات. إذا لزم الأمر ، فمن الممكن تسريع التردد حتى 30 ثانية لكل لقطة.

فضيحة الأرصاد الجوية 5G

هذه التكنولوجيا يمكن أن تكون مفيدة وقاتلة في نفس الوقت. تتمثل مزايا 5G في سرعة نقل البيانات ، لكن المشكلة هي أن جزءًا مهمًا من الطيف الكهرومغناطيسي مأخوذ من الأقمار الصناعية لتنظيم تشغيل شبكات 5G. هذا هو مدى التردد بالقرب من 24 جيجا هرتز ، والتي تستخدمها الأقمار الصناعية لمراقبة 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

لم يتم التنبؤ بالطقس عن طريق جهاز كمبيوتر واحد ،وهو يتكون من مزيج من المعرفة الشخصية والتجربة لمنبأ الطقس ودليل مفيد تم إنشاؤه بواسطة نماذج الطقس بالكمبيوتر. كلما زادت قوة جهاز الكمبيوتر ، زادت البيانات التي يمكنه معالجتها لكل وحدة زمنية.

دائرة الأرصاد الجوية الوطنية الأمريكية هي بالفعل 3سنوات تستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تؤدي 5.78 كوادريليون عملية في الثانية الواحدة. إن وجود هذا النوع من الطاقة يوسع بشكل كبير عدد وأنواع نماذج البيانات المتاحة للمعالجة.

مؤشر الإنجاز العملاقفرقة التنبؤ. هذا النوع من التنبؤ يعتمد على الموارد ، حيث إنه يؤدي عدة عمليات من نموذج الطقس بدوره أو في وقت واحد ، مع كل تغييرات طفيفة على إعدادات النموذج وبيانات الطقس التي تم إدخالها فيها. تعطي مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها في كل مجموعة من المتنبئين بالطقس فهما أفضل لاحتمال أي نتيجة واحدة.

إنترنت الأشياء (IoT)

شاهد الكثيرون فيلم "تورنادو" 1996 ، فيالذي كان هدف الشخصيات الرئيسية هو الحصول على أجهزة استشعار داخل إعصار ضخم للحصول على البيانات الأكثر دقة حول هذا الموضوع. الآن يتم حل هذه المشكلة بمساعدة أجهزة إنترنت الأشياء ، والتي هي مفيدة 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 أنها مفيدة فيحسابات الأضرار الناجمة عن العناصر. قام موظفو هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بتركيب 350 مجساً لموجة العواصف على الجسور والأعمدة وغيرها من الهياكل.

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.