Wpis gościnny autorstwa Emily Folk
Dokładność prognoz pogody jest kluczowa i często trudna do uzyskania. Dzieje się tak po części dlatego, że pogoda jest chaotycznym, ciągle zmieniającym się systemem – ale także dlatego, że trudno jest zebrać wysokiej jakości i aktualne dane atmosferyczne. Dotyczy to zwłaszcza warstwy granicznej lub najniższego poziomu atmosfery. Pomimo bycia tak blisko Ziemi, może być trudno zebrać dokładne pomiary.
Aby zebrać te informacje, US Weather Service używa przede wszystkim balonów meteorologicznych wyposażonych w specjalne czujniki, które są wypuszczane dwa razy dziennie, każdego dnia, z ponad 900 lokalizacji na całym świecie. Balony te dostarczają cennych danych, ale koszty i infrastruktura potrzebne do ich wystrzelenia nieco ograniczają ich użyteczność. Dostarczają nowe informacje tylko dwa razy dziennie i tylko w zakresie jednej z tych 900 lokalizacji — z których tylko 92 znajdują się w Stanach Zjednoczonych i na ich terytoriach.
Istnieją alternatywy — takie jak satelity i specjalne samoloty meteorologiczne — ale wszystkie mają ograniczenia, które zmuszają meteorologów do szukania nowych narzędzi. Ostatnie postępy w technologii bezzałogowych statków powietrznych sprawiają, że meteorolodzy poważnie rozważają drony do przewidywania pogody.
Dlaczego drony prognozujące pogodę mogą pokonać alternatywy
Samoloty mogą dostarczyć dodatkowych informacji o warunkach atmosferycznych. Są one jednak drogie w lataniu i zazwyczaj zarezerwowane dla głównych wydarzeń pogodowych, takich jak huragany i potężne burze tropikalne. Częste aktualizacje są konieczne, aby zapewnić osobom, na które mogą mieć wpływ, najlepsze możliwe prognozy.
Dane z satelitów — zazwyczaj informacje o parze wodnej w atmosferze — mogą również wzmocnić prognozy pogody. Informacje te nie są jednak szczegółowe — a niedawny przydział dodatkowego widma dla 5G mógł sprawić, że satelity te będą nieco mniej skuteczne w zbieraniu tych informacji.
Drony stały się możliwą alternatywą, ponieważ mogą być rozmieszczone w dowolnym momencie, wyposażone w różne czujniki i pilotowane w oparciu o informacje, które dana stacja pogodowa musi zebrać. W przeciwieństwie do balonów pogodowych, można ich używać więcej niż kilka razy. Ponieważ te drony mają pilota, prawdopodobieństwo zgubienia lub uszkodzenia czujników lub innego cennego sprzętu może być mniejsze.
W zależności od budżetu i dostępności personelu, drony te mogą być wystrzeliwane znacznie częściej niż balony — w nadziei profesora meteorologii, Phillipa Chilsona z University of Oklahoma, nawet raz na godzinę.
Te drony, w połączeniu z siecią wolnostojących wież meteorologicznych, które wykorzystują czujniki do rejestrowania danych pogodowych — takich jak prędkość i kierunek wiatru — mogą dostarczyć algorytmom prognozowania pogody na ziemi informacje umożliwiające tworzenie bardzo dokładnych prognoz.
Stacje pogodowe mogą również wystrzeliwać te drony, gdy pojawią się oznaki zakłóceń w górnych warstwach atmosfery, takich jak burza lub front. W przyszłości, wraz z rozwojem ulepszonej technologii nawigacyjnej opartej na sztucznej inteligencji, drony mogą nawet samodzielnie startować i pilotować. W rezultacie prognostycy mogą otrzymywać całodobowe aktualizacje z dodatkowymi informacjami w przypadku ważnych wydarzeń pogodowych.
Wczesne eksperymenty z dronami prognozującymi pogodę
Podczas gdy autonomiczne roje dronów wykrywających pogodę to wciąż tylko pomysł, niektóre stacje pogodowe już używają dronów w ograniczonej pojemności do zbierania danych atmosferycznych.
Na przykład naukowcy z National Oceanic and Atmospheric Administration zaczęli używać dronów w 2017 roku do zbierania danych pogodowych. W eksperymentach naukowców drony były w stanie latać na wysokości 3500 stóp w powietrzu. Na tej wysokości byli w stanie zebrać nowe informacje, które pozwolą naukowcom lepiej zrozumieć, jak działa warstwa graniczna. Może to potencjalnie prowadzić do dokładniejszych modeli prognostycznych.
Naukowcy wykorzystali również drony do zbierania cennych informacji na temat najważniejszych wydarzeń pogodowych. Podczas huraganów Maria i Michael zespół łowców huraganów używał dronów do zbierania „nigdy wcześniej nie widzianych danych” z wnętrza warstwy granicznej huraganów. Chociaż drony nie wróciły do bazy, zebrane przez nie dane mogą pomóc meteorologom lepiej przewidzieć, czy lub kiedy huragan się nasili.
Poprawa prognoz pogody dzięki technologii dronów
Chociaż drony nie są jeszcze w powszechnym użyciu, te wczesne eksperymenty sugerują świetlaną przyszłość technologii prognozowania pogody. W miarę jak naukowcy zdobywają więcej doświadczenia z dronami prognozującymi pogodę — i wraz z rozwojem technologii autonomicznych dronów — coraz częściej można zobaczyć drony używane na co dzień na stacjach pogodowych.
Biografia:
Emily jest autorką zielonych technologii, która zajmuje się tematyką energii odnawialnej i zrównoważonego projektowania. Więcej o jej pracach można przeczytać na jej blogu Conservation Folks.