Ved at bruge teknikker fra astrofysikken, forskere kan forudsige tørke op til ti uger frem

Forskere ved University of Sussex har udviklet et system, som præcist kan forudsige en tørkeperiode i Østafrika op til ti uger frem.

Satellitbilleder bruges allerede i Kenya til at overvåge tilstanden af ​​græsgange og bestemme vegetationens sundhed ved hjælp af en metrik kendt som Vegetation Condition Index. Disse formidles til beslutningstagere i tørre og semi-tørre områder i Kenya gennem tidlige tørke-varslingssystemer.

Imidlertid, disse systemer, drives af National Drought Management Authority (NDMA), tillader kun organisationer og lokalsamfund at gribe ind, når virkningerne af en tørke allerede er indtruffet. På det tidspunkt, et sådant ekstremt vejr ville allerede have haft en ødelæggende effekt på lokalbefolkningens levebrød.

I stedet, et hold forskere fra University of Sussex og NDMA har udviklet et nyt system kaldet Astrocast.

Delfinansieret af Science and Technology Facilities Council, projektet giver humanitære agenturer og tørkerisikomanagere mulighed for at være proaktive, når det kommer til at håndtere påvirkningerne af ekstremt vejr ved at forudsige ændringer, før de opstår.

I en forskningsartikel offentliggjort i Fjernmåling af miljø , de forklarer, hvordan et tværfagligt team af dataforskere (astronomer og matematikere) med geografer brugte teknikker fra astronomividenskaben; behandling af data direkte fra rumteleskoper, før du bruger avancerede statistiske metoder til at forudsige ekstremt vejr.

Dr. Pedram Rowhani, Universitetslektor i geografi og medstifter af Astrocast, sagde:"I mange tilfælde, de første tegn på tørke kan ses på naturlig vegetation, som kan overvåges fra rummet.

"Vores tilgang måler tidligere og nuværende Vegetation Condition Index (VCI), en indikator, der er baseret på satellitbilleder og ofte bruges til at identificere tørkeforhold, at forstå tendenser og den generelle adfærd for VCI over tid, at forudsige, hvad der kan ske i fremtiden."

Fælles førsteforfatter på papiret og underviser i Machine Learning og Data Science, Dr. Adam Barrett sagde:"Efter samtaler i korridorer med Dr. Rowhani om AstroCast, Jeg så en mulighed for at anvende metodologi, jeg havde udviklet i teoretisk neurovidenskab, til et projekt med potentiale for reel humanitær indvirkning.

"Med Sussex aktivt at tilskynde til tværfagligt arbejde, vi besluttede at kombinere kompetencer. Det har været øjenåbnende at se, hvordan vores teknikker kan anvendes på et problem i den virkelige verden og forbedre liv."

Der har været en stigende efterspørgsel inden for den humanitære sektor for at udvikle systemer, der fokuserer på forhåndsvarsler og tilskynder til en mere proaktiv tilgang til katastrofer.

Den kenyanske NDMA leverer allerede månedlige tørkebulletiner for hvert amt, hvilken stat detekterede ændringer i vegetationen og bruges til at træffe beslutninger om, hvorvidt der skal erklæres en tørkevarsling.

Men med Astrocast-prognoser, disse bulletiner kunne også omfatte en forudsigelse af, hvad VCI sandsynligvis vil være om et par uger, give landmænd og pastoralist værdifuld tid til at forberede sig.

Seb Oliver, Professor i astrofysik og medstifter af Astrocast, sagde:"En stor del af min astrofysiske forskning kræver behandling af data fra astronomiske rumteleskoper, ligesom Herschel Space Observatory. Jordobservationssatellitter er ikke så forskellige.

"Vi bruger ofte banebrydende statistikker og maskinlæringsmetoder til at fortolke vores astronomiske data. I dette tilfælde har vi brugt maskinlæringsmetoder, og vi har været i stand til at forudsige vegetationens tilstand op til ti uger frem med meget god tillid.

"Vi forestiller os, at vores rapporter kan blive brugt til at definere et nyt advarselsflag, der giver amtsledere mulighed for at træffe beslutninger tidligere og således forberede sig bedre. Men denne information kan også bruges af humanitære organisationer som Kenya Røde Kors såvel som andre organisationer som Kenya Møde afdeling.

"Tidligere forberedelse er velkendt for at være meget mere effektiv end reaktiv reaktion."