Software forudsiger stigning og fald for hver flod på Jorden

I juli udløste kraftige regnskyl jordskred og oversvømmelser i Nepal, der i sidste ende dræbte mere end 130 mennesker. Så snart regnen begyndte at falde, BYU -professor Jim Nelson vidste, at tingene kunne blive dårlige.

Det skyldes, at vandmodelleringssoftwaren, der er skabt af Nelson og kolleger fra NASA under Group on Earth Observations Global Water Sustainability (GEOGloWS) Partnerskab, kan forudsige stigningen og faldet af hver flod på planetens overflade. Og i tilfælde af Nepal, streamflow -prognoserne advarede om alvorlige oversvømmelser i hele landet.

Heldigvis, de forudsigende modeller, tilgængelig via BYU -softwaren, gjort det i hænderne på beredskabsbureauer i Nepal, redde mange liv i det, der kunne have været et katastrofalt tab af mennesker.

Nepalesiske embedsmænd, der kunne få adgang til disse vigtige oplysninger gennem Nelsons hydrologiske datatjenester i stor visualisering, var ikke en heldig pause-det var designet. Modellerne er et centralt værktøj i et hurtigt voksende initiativ fra NASA og U.S.A. for International Development kaldet NASA SERVIR, hvis vision er at bringe "Space to Village, "ved at udnytte satellitbaseret jordovervågning, billeddannelses- og kortlægningssystemer, der hjælper mennesker verden over med at vurdere økologiske trusler og hurtigt reagerer på naturkatastrofer.

"Vores værktøjer hjælper direkte med at vurdere både oversvømmelsesrisiko og tørkerisiko, sagde Nelson, professor i civil- og miljøteknik ved BYU og hovedforsker ved NASA SERVIR Applied Sciences Team. "De fleste samfund rundt om i verden lever omkring floder, så det er virkelig vigtigt at have forudgående varsel. Vi leverer oplysningerne, så lokale regeringer og agenturer kan gøre intelligente, informerede beslutninger. "

SERVIR er i gang i mere end 30 lande og indeholder mere end 40 brugerdefinerede værktøjer, som lokale agenturer kan bruge til beslutningstagning. Web-baserede satellitbilleder, beslutningsstøtteværktøjer og interaktive visualiseringsmuligheder, der tidligere var utilgængelige i mange regioner, gør det nu muligt for interessenter at bekæmpe oversvømmelser, skovbrande, superstorme og andre ulykker.

Det virkelige geni ved SERVIR - hvilket betyder "at tjene" på spansk - er i at gøre dataene tilgængelige til stadig mere fjerntliggende steder, hvor adgangen til data og cyberinfrastruktur er begrænset. Takket være yderligere NSF -finansiering, Nelson og hans kolleger kunne overgå til open source-software, muliggør et skift fra desktop computing til cloud computing. Nu behøver regionale vandbureauer over hele kloden ikke at køre programmer, der kræver betydelige computer- og dataressourcer, de ikke har; de logger simpelthen ind og får adgang til stedsspecifikke og relevante data fra cloud-servere, der opdateres dagligt

Nelson beskriver det som et portalsystem, der fungerer på samme måde som apps på en smartphone - ligesom du åbner en app for at kontrollere vejret og en anden for at kontrollere meddelelser, portalen har flere forskellige værktøjer, der kan tilgås:en giver oplysninger om nedbør, endnu en grundvandsstand og endnu en forudsiger strømning. Lokale bureauer kan tilpasse applikationerne og få de data, de ønsker, for at træffe de mest informerede beslutninger.

"Gennem sit arbejde med SERVIR, Jim har udviklet nye og innovative teknikker til at nedskale og visualisere de nyeste streamflow -prognoser, hvilket gør dem praktiske på lokalt plan og resulterer i optagelse fra flere regeringer i Himalaya -regionen, "sagde Dan Irwin, global programchef for SERVIR. "Jim er en videnskabsmand i verdensklasse, men det særligt spændende er hans anvendte fokus og passion for at gøre sin videnskab praktisk for mennesker i udviklingslandene. Han bestræber sig på dybt at forstå problemerne i den region, hvor han arbejder, og derefter anvende den bedste og mest passende videnskab. "

Og Nelson er ikke det eneste BYU -fakultetsmedlem, der er involveret i SERVIR. Professor i civil- og miljøteknik Norm Jones var en del af Nelsons første Applied Sciences -team for NASA og er nu blevet udvalgt til et SERVIR -projekt i Vestafrika, der tager fat på udfordringer med grundvandet. Professorerne Dan Ames og Gus Williams, også i samme afdeling, og Amanda Hughes fra School of Technology er medundersøgere i disse to projekter.

Ames arbejder også på et kritisk stykke jordvidenskabelig cyberinfrastruktur til GEOGLOWS software økosystem for at overvinde begrænsningerne ved lagring, behandlingshastighed, transmissionsbåndbredde og platformafhængighed forbundet med desktop computing.

GEOGloWS-formand Angelica Gutierrez talte om kompleksiteten af ​​vandkrisen rundt om i verden og fremhævede den samarbejdsmæssige tilgang under GEOGloWS for at levere en brugerdrevet løsning på manglen på information om strømforudsigelser.

"BYU -aktiviteterne inden for denne indsats, har været limet til at beholde et så stort konsortium af indflydelsesrige organisationer-USAID-NASA-SERVIR, Det Europæiske Center for Mellemstore Vejrudsigter (ECMWF), National Oceanic Atmospheric Administration (NOAA), Verdensbanken, og mange andre - bundet sammen i et effektivt partnerskab for at levere vandoplysninger, hvor der kun findes lidt eller ingen, "sagde Gutierrez, som også er hovedforsker ved NOAA. "Den komplekse opgave at levere information gennem tjenester, kræver en vision om, at kun stærke organisationer og ledere inden for deres områder, forfølger under dette partnerskab for at få store ting til at ske. "