Gästinlägg av Emily Folk
Noggrannhet i väderprognoser är avgörande och också ofta svår att få fram. Detta beror delvis på att vädret är ett kaotiskt, ständigt föränderligt system - men det beror också på att högkvalitativa och aktuella atmosfäriska data är svåra att samla in. Detta gäller särskilt gränsskiktet, eller den lägsta nivån av atmosfären. Trots att den är så nära jorden kan det vara svårt att få exakta mätningar.
För att samla in denna information använder U.S. Weather Service i första hand väderballonger utrustade med speciella sensorer som släpps ut två gånger om dagen, varje dag, från mer än 900 platser runt om i världen. Dessa ballonger ger värdefull data, men kostnaden och infrastrukturen som behövs för att lansera dem begränsar deras användbarhet något. De tillhandahåller bara ny information två gånger om dagen, och bara inom en räckvidd av en av dessa 900 platser - varav bara 92 är i USA och dess territorier.
Det finns alternativ - som satelliter och speciella väderplan - men de har alla begränsningar som gör att meteorologer letar efter nya verktyg. Den senaste utvecklingen inom teknik för obemannade flygfordon har nu fått meteorologer att allvarligt överväga drönare för väderförutsägelser.
Varför väderprognosdrönare kan slå alternativen
Plan kan ge ytterligare information om atmosfäriska förhållanden. Men de är dyra att flyga och vanligtvis reserverade för stora väderhändelser som orkaner och kraftfulla tropiska stormar. Frekventa uppdateringar är nödvändiga för att ge människor som kan påverkas bästa möjliga förutsägelser.
Data från satelliter - vanligtvis information om vattenånga i atmosfären - kan också stärka väderförutsägelser. Denna information är dock inte detaljerad – och den senaste tidens tilldelning av ytterligare spektrum för 5G kan ha gjort dessa satelliter något mindre effektiva när det gäller att samla in den informationen.
Drönare har dykt upp som ett möjligt alternativ eftersom de kan sättas in när som helst, utrustas med olika sensorer och styras utifrån den information som en given väderstation behöver samla in. Till skillnad från väderballonger kan de också användas mer än ett fåtal gånger. Eftersom dessa drönare har en pilot kan det vara mindre risk att sensorer eller annan värdefull utrustning försvinner eller skadas.
Beroende på budget och personaltillgänglighet skulle dessa drönare kunna skjutas upp mycket oftare än ballonger – i hopp om en meteorologiprofessor, Phillip Chilson vid University of Oklahoma, så ofta som en gång i timmen.
Dessa drönare, tillsammans med ett nätverk av fristående meteorologiska torn, som använder sensorer för att registrera väderdata – som vindhastighet och riktning – skulle kunna förse väderförutsägelsealgoritmer på marken med information för att skapa mycket exakta prognoser.
Väderstationer kan också skjuta upp dessa drönare närhelst det finns tecken på en störning i den övre atmosfären, som en storm eller front. I framtiden, med utvecklingen av förbättrad, artificiell intelligens-driven navigationsteknik, kan drönarna till och med kunna starta och pilotera sig själva. Som ett resultat kan prognosmakare ha uppdateringar dygnet runt med ytterligare information vid större väderhändelser.
Tidiga experiment med väderprognosdrönare
Medan de autonoma svärmarna av väderavkännande drönare fortfarande bara är en idé, använder vissa väderstationer redan drönare i begränsad kapacitet för att samla in atmosfärisk data.
Till exempel började forskare med National Oceanic and Atmospheric Administration använda drönare 2017 för att samla in väderdata. I forskarnas experiment kunde drönarna flyga så högt som 3 500 fot i luften. På den höjden kunde de samla ny information som kommer att ge forskare en bättre förståelse för hur gränsskiktet fungerar. Detta kan potentiellt leda till mer exakta prognosmodeller.
Forskare har också använt drönare för att samla in värdefull information om stora väderhändelser. Under orkanerna Maria och Michael använde ett team orkanjägare drönare för att samla in "aldrig tidigare sett data" inifrån orkanernas gränsskikt. Även om drönarna inte återvände till hemmabasen, kan data de samlade in hjälpa meteorologer att bättre förutsäga om eller när en orkan kommer att intensifieras.
Förbättra väderprognoser med drönarteknik
Även om drönare inte är i utbredd användning ännu, föreslår dessa tidiga experiment en ljus framtid för tekniken för väderförutsägelser. I takt med att forskare får mer erfarenhet av väderförutsägande drönare – och när den autonoma drönarteknologin förbättras – kan det bli allt vanligare att se drönare i daglig användning på väderstationer.
Bio:
Emily är en grön teknikskribent som tar upp ämnen inom förnybar energi och hållbar design. Du kan läsa mer om hennes arbete på hennes blogg, Conservation Folks.