Gastbericht van Emily Folk
Nauwkeurigheid in weersvoorspellingen is cruciaal en ook vaak moeilijk te verkrijgen. Dit komt deels omdat het weer een chaotisch, altijd veranderend systeem is, maar het is ook omdat het moeilijk is om atmosferische gegevens van hoge kwaliteit en up-to-date te verzamelen. Dit geldt met name voor de grenslaag, of het laagste niveau van de atmosfeer. Ondanks dat het zo dicht bij de aarde is, kan het moeilijk zijn om nauwkeurige metingen op te doen.
Om deze informatie te verzamelen, gebruikt de U.S. Weather Service voornamelijk weerballonnen die zijn uitgerust met speciale sensoren die twee keer per dag worden losgelaten, elke dag vanaf meer dan 900 locaties over de hele wereld. Deze ballonnen bieden waardevolle gegevens, maar de kosten en infrastructuur die nodig zijn om ze te lanceren, beperken hun bruikbaarheid enigszins. Ze verstrekken slechts twee keer per dag nieuwe informatie en alleen binnen een bereik van een van die 900 locaties - waarvan er slechts 92 in de VS en zijn territoria.
Er zijn alternatieven - zoals satellieten en speciale weervliegtuigen - maar ze hebben allemaal beperkingen waardoor meteorologen op zoek zijn naar nieuwe hulpmiddelen. Door recente ontwikkelingen in de technologie van onbemande luchtvaartuigen overwegen meteorologen nu serieus drones voor weersvoorspelling.
Waarom weersvoorspellingsdrones de alternatieven kunnen verslaan
Vliegtuigen kunnen aanvullende informatie geven over atmosferische omstandigheden. Ze zijn echter duur om te vliegen en meestal gereserveerd voor grote weersomstandigheden zoals orkanen en krachtige tropische stormen. Regelmatige updates zijn nodig om mensen die mogelijk getroffen zijn te voorzien van de best mogelijke voorspellingen.
Gegevens van satellieten - meestal informatie over waterdamp in de atmosfeer - kunnen ook weersvoorspellingen ondersteunen. Deze informatie is echter niet gedetailleerd - en de recente toewijzing van extra spectrum voor 5G heeft deze satellieten mogelijk iets minder effectief gemaakt in het verzamelen van die informatie.
Drones zijn naar voren gekomen als een mogelijk alternatief omdat ze op elk moment kunnen worden ingezet, uitgerust met verschillende sensoren en kunnen worden bestuurd op basis van de informatie die een bepaald weerstation moet verzamelen. In tegenstelling tot weerballonnen kunnen ze ook meer dan een paar keer worden gebruikt. Omdat deze drones een piloot hebben, is de kans kleiner dat sensoren of andere waardevolle apparatuur verloren gaan of beschadigd raken.
Afhankelijk van het budget en de beschikbaarheid van personeel, zouden deze drones veel vaker kunnen worden gelanceerd dan ballonnen - in de hoop van een meteorologieprofessor, Phillip Chilson van de Universiteit van Oklahoma, wel eens per uur.
Deze drones, in combinatie met een netwerk van vrijstaande meteorologische torens, die sensoren gebruiken om weergegevens vast te leggen, zoals windsnelheid en -richting, kunnen weersvoorspellingsalgoritmen op de grond voorzien van informatie om zeer nauwkeurige voorspellingen te maken.
Weerstations kunnen deze drones ook lanceren wanneer er tekenen zijn van een storing in de bovenste atmosfeer, zoals een storm of front. In de toekomst, met de ontwikkeling van verbeterde, kunstmatige intelligentie-aangedreven navigatietechnologie, kunnen de drones zelfs zichzelf lanceren en besturen. Als gevolg hiervan kunnen voorspellers 24 uur per dag updates hebben met aanvullende informatie in het geval van grote weersomstandigheden.
Vroege experimenten met weersvoorspellingsdrones
Hoewel de autonome zwermen weergevoelige drones nog maar een idee zijn, gebruiken sommige weerstations al drones in een beperkte capaciteit om atmosferische gegevens te verzamelen.
Zo begonnen wetenschappers van de National Oceanic and Atmospheric Administration in 2017 drones te gebruiken om weergegevens te verzamelen. In de experimenten van de wetenschappers waren de drones in staat om zo hoog als 3.500 voet in de lucht te vliegen. Op die hoogte konden ze nieuwe informatie verzamelen die wetenschappers een beter begrip zal geven van hoe de grenslaag werkt. Dit kan mogelijk leiden tot nauwkeurigere prognosemodellen.
Wetenschappers hebben ook drones gebruikt om waardevolle informatie over grote weersomstandigheden te verzamelen. Tijdens de orkanen Maria en Michael gebruikte een team van orkaanjagers drones om "nooit eerder vertoonde gegevens" te verzamelen vanuit de grenslaag van de orkanen. Hoewel de drones niet zijn teruggekeerd naar de thuisbasis, kunnen de gegevens die ze hebben verzameld meteorologen helpen beter te voorspellen of en wanneer een orkaan zal intensiveren.
Weersvoorspellingen verbeteren met dronetechnologie
Hoewel drones nog niet op grote schaal worden gebruikt, suggereren deze vroege experimenten een mooie toekomst voor de technologie in weersvoorspelling. Naarmate wetenschappers meer ervaring opdoen met weersvoorspellingsdrones - en naarmate de autonome drone-technologie verbetert - kan het steeds gebruikelijker worden om drones in het dagelijks gebruik bij weerstations te zien.
Bio:
Emily is een groene tech-schrijver die onderwerpen behandelt op het gebied van hernieuwbare energie en duurzaam ontwerp. Je kunt meer van haar werk lezen op haar blog, Conservation Folks.