Nyt system lover hurtigere og mere præcis forudsigelse af nedbør

Ved hjælp af en kraftfuld teknik kendt som "3-D nowcasting, "et internationalt team inklusive forskere fra RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) er begyndt at levere, på forsøgsbasis, prognoser, der forudsiger sandsynligheden for nedbør på et givet sted ti minutter i forvejen. Gruppen vil bruge systemet til at afgøre, om de eksperimentelle prognoser, baseret på data, der opdateres hvert 30. sekund, kunne bruges til at forhindre skader som følge af voldsomme regnskyl. Arbejdet, udført af et team, herunder forskere fra AICS samt National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Tokyo Metropolitan University, og Osaka University, bruger en kombination af phased-array radar og computeralgoritmer, der laver forudsigelser baseret på data fra radarerne.

I dag, nuudsendelse-et udtryk, der refererer til kortsigtede vejrudsigter foretaget i realtid-udføres generelt ved hjælp af paraboliske radarantenner, som tager fem til ti minutter at scanne omkring 15 lag af hele himlen. Typisk, det gøres ved at se på et enkelt lag af himlen, opdager regnen der, og derefter ekstrapolere fra vejrforholdene, hvor regnen vil falde på et senere tidspunkt. Imidlertid, selvom nucasting kræver meget mindre computerkraft end vejrsimuleringer, det er ikke i stand til præcist at forudsige nedbør fra hurtigt udviklende tordenskyer, hvor der er hurtige lodrette bevægelser i regnmønstrene.

For nylig, imidlertid, en ny type system, kaldet en radiator med fasestørrelse, blev installeret på Suita Campus ved Osaka University. Radaren kan målrettes meget hurtigt - den kan scanne hele himlen på ti til tredive sekunder, kigger på cirka 100 vinkler med en rækkevidde på 60 kilometer. Radaren kan målrettes præcist ved at manipulere de stråler, der udsendes af et antal enheder, tillader en flad radar at scanne hele himlen meget hurtigt.

I et forsøg på at forbedre radarens prognoseevne, gruppen udviklede en algoritme, der tager den enorme mængde observationsdata fra radaren, opdateres hvert 30. sekund, og laver hurtige prognoser baseret på 3D-regndataene. Dette gør det muligt at lave ekstremt hyppige og præcise prognoser. Prognoserne, som dækker Kansai (Osaka, Kyoto og Kobe) i Japan, er tilgængelige online på:https://weather.riken.jp/.

Gruppen har også udviklet en prognosemodel baseret på fasedata-radardata ved hjælp af den kraftfulde K-computer, og selvom det i øjeblikket ikke kan implementeres på grund af behovet for massiv beregningskraft, gruppen planlægger at fortsætte dette arbejde med håb om, at det i sidste ende kan blive implementeret på fremtidige computere, muliggøre meget mere præcise prognoser for voldsom regn. Ifølge Takemasa Miyoshi, der leder projektet hos RIKEN AICS, "voldsomme regnskyl kan have tragiske konsekvenser, da de i løbet af få minutter kan føre til oversvømmelser eller farlige jordskred. Vi håber, at det er i stand til at forudsige dem, endda ti minutter i forvejen, vil hjælpe os med at minimere den skade, de kan forårsage. Der er stadig mange problemer at tage fat på, f.eks. hvordan man gør disse oplysninger tilgængelige for dem, der har brug for dem rettidigt og effektivt, og vi planlægger at fortsætte vores arbejde med at gøre dette system til virkelighed. "Som en del af bestræbelserne på at gøre systemet praktisk, forskerne samarbejder med en appdesigner, der tilbyder vejrudsigts -apps til smartphone -brugere (se http://www.aics.riken.jp/en/topics/170324.html). De ser også frem til at samarbejde med andre radarfaciliteter i etape-array for at levere prognoser for et mere udbredt område.