AI Používá Se K Vylepšení Předpovědi Bleskových Úderů

Předpověď počasí se za posledních deset let podstatně zlepšila, pětidenní předpovědi jsou nyní asi 90 % přesné. Existuje však jeden aspekt počasí, který se dlouho pokoušel předpovědět, a to blesk. Protože blesk je tak nepředvídatelný, je velmi obtížné minimalizovat škody, které může způsobit lidským životům, majetku a přírodě. Díky práci výzkumného týmu z EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) School of Engineering mohou být bleskové údery v blízké budoucnosti mnohem lépe předpověditelné.

Jak uvádí SciTechDaily, tým výzkumníků z EPFL ‘ s School of Engineering – Electromagnetic Compatibility Laboratory, nedávno vytvořil program AI, který je schopen přesně předpovědět bleskový úder do 10 až 30 minut a v okruhu 30 kilometrů. Systém vytvořený inženýrským týmem aplikuje algoritmy umělé inteligence na meteorologická data a systém bude využíván v projektu European Laser Lightning Rod.

Cílem projektu European Laser Lightning Rod (ELLR) je vytvořit nové typy systémů a technik pro ochranu před bleskem. Konkrétně ELLR cílí na vytvoření systému, který využívá laserovou techniku ke snížení počtu přirozených bleskových úderů, dosaženého stimulací vzestupných bleskových výbojů.

Podle výzkumného týmu se současné metody předpovědi blesku spoléhají na data shromážděná radarem nebo satelitem, což je velmi drahé. Radar se používá k skenování bouří a určení elektrického potenciálu bouře. Další systémy předpovědi blesku často vyžadují použití tří nebo více přijímačů v regionu, aby mohla být triangulována výskyt blesku. Vytvoření předpovědí tímto způsobem je často pomalý a složitý proces.

Místo toho metoda vyvinutá týmem EPFL využívá data, která lze shromáždit na jakékoli standardní meteorologické stanici. To znamená, že data jsou mnohem levnější a snadněji shromážditelná a systém by mohl být potenciálně aplikován v odlehlých regionech, kde satelitní nebo radarové systémy nejsou pokryty a kde jsou komunikační sítě řídké.

Data pro předpovědi lze také shromáždit rychle a v reálném čase, což znamená, že region by mohl být potenciálně informován o nadcházejících bleskových úderech, dokonce i předtím, než se v regionu vytvoří bouře. Jak uvádí ScienceDaily, metoda, kterou tým EPFL použil k vytváření předpovědí, je algoritmus strojového učení, který byl vyškolován na datech shromážděných z 12 švýcarských meteorologických stanic. Data pokrývala deset let a v datové sadě byly zastoupeny jak horské, tak městské regiony.

Důvod, proč lze bleskové údery předpovědět vůbec, je ten, že jsou silně korelovány s konkrétními povětrnostními podmínkami. Jednou z nejdůležitějších složek pro tvorbu blesku je intenzivní konvekce, kde vlhký vzduch stoupá, protože se atmosféra stává nestabilní v místním regionu. Srážky mezi kapkami vody, ledovými částicemi a dalšími molekulami uvnitř mraků mohou způsobit separaci elektrických nábojů uvnitř částic. Tato separace vede k vytvoření vrstev mraků s opačnými náboji, což vede k výbojům, které se objevují jako blesk. Atmosférické rysy spojené s těmito povětrnostními podmínkami lze krmit do algoritmů strojového učení, aby se předpověděly bleskové údery.

Mezi rysy v datové sadě patřily proměnné, jako je rychlost větru, relativní vlhkost, teplota vzduchu a atmosférický tlak. Tyto rysy byly označeny zaznamenanými bleskovými údery a umístěním systému, který detekoval úder. Na základě těchto rysů byl algoritmus schopen interpretovat vzory v podmínkách, které vedly k bleskovým úderům. Když byl model testován, prokázal, že je schopen správně předpovědět bleskový úder asi 80 % času.

Model týmu EPFL je pozoruhodný, protože je to první příklad systému založeného na běžně dostupných meteorologických datech, který je schopen přesně předpovědět bleskové údery.