Enquanto os rios e reservatórios correm perigosamente baixos na Europa, há inundações catastróficas no Paquistão e nos EUA. Seja uma seca ou um dilúvio, ser capaz de prever com precisão a chuva é importante para proteger vidas e gerenciar a água com segurança.
Isso se tornou mais difícil nas últimas décadas. As mudanças climáticas e o desmatamento distorceram o ciclo da água doce da Terra, mudando os padrões de chuva para eventos extremos, como secas severas e chuvas torrenciais. As inundações catastróficas aumentaram globalmente nos últimos 50 anos e as incidências de inundações repentinas, quando chuvas torrenciais caem em um período muito curto, aumentaram, principalmente em países tropicais onde as altas temperaturas tornaram as tempestades mais comuns.
Países desenvolvidos como o Reino Unido têm investido em satélites e radares para uma previsão do tempo mais precisa. Esses sistemas de alta tecnologia são particularmente eficazes em climas temperados, onde as chuvas geralmente ocorrem ao longo de vários quilômetros e se movem em bandas largas conhecidas como frentes climáticas. Medições de chuvas em distâncias de 5 km ou mais, que satélites e radares são capazes de fazer, muitas vezes são suficientes para prever chuvas nesta escala.
Nos países tropicais, onde se espera que as mudanças climáticas tenham um impacto muito maior, são necessários sistemas que possam prever chuvas a distâncias inferiores a um quilômetro. Isso ocorre por causa de algo chamado chuva de convecção, que é comum nos trópicos.
A precipitação convectiva ocorre quando o ar aquecido sobe juntamente com o vapor de água, que se condensa para formar nuvens a grandes altitudes. Essas nuvens não são levadas pelo vento, então a chuva cai no mesmo lugar em que se originou.
Sistemas capazes de prever chuvas convectivas ajudariam as autoridades a dar aviso prévio, evitando mortes e danos causados por inundações. Eles também podem ajudar as pessoas a gerenciar essa água da chuva para beneficiar as fazendas, com medidas eficientes de drenagem e irrigação.
A maioria dos países tropicais se enquadra nas faixas de renda baixa ou média. Prever a chuva em distâncias menores que um quilômetro é caro – os satélites meteorológicos geralmente não são viáveis. A vegetação densa e o terreno montanhoso, também comuns em regiões tropicais, podem moldar profundamente o clima local, fazendo com que o ar úmido suba e condense, tornando a previsão do tempo convencional ainda mais complicada.
Para resolver esses problemas, partimos desenvolver uma maneira barata de fornecer previsão rua a rua.
Previsão de chuva tropical baseada em IA
A precipitação é o resultado de interações complexas entre diferentes componentes da atmosfera, como temperatura, umidade, pressão e velocidade do vento, que podem ser facilmente medidos por sensores. Investigamos se a inteligência artificial poderia usar essas informações para compilar uma previsão de chuvas no norte da Malásia.
Vários sensores se conectam para formar uma rede que pode prever chuvas em uma grande área. Ogochukwu Ejike, Autor fornecido
O sistema de previsão que desenvolvemos é essencialmente um programa de computador inteligente que pode prever se vai chover, qual a intensidade dessa chuva e quanto tempo ela vai durar em qualquer local com mais de 90 % de precisão com pelo menos 96 horas de antecedência.
Testamos sua precisão de previsão em relação às condições meteorológicas anteriores que precederam a chuva. Se esse algoritmo incluísse dados de sensores que medem a profundidade e a vazão dos rios, ele poderia prever se a chuva pode causar inundações e, em caso afirmativo, quando e por quanto tempo.
Como a previsão comparada com a real chuva. Ogochukwu Ejike
Os dispositivos usados para medir as condições meteorológicas podem ser conectados ao internet para formar uma rede que oferece previsão regional. Adicionar mais dispositivos à rede melhorará a precisão da previsão, que é atualizada a cada hora.
Trabalhando com a University of Malaysia Perlis, já criamos uma rede online de sensores meteorológicos existentes que coleta dados para nosso algoritmo para usar. A maioria dessas estações meteorológicas são separadas por dezenas de quilômetros – muito distantes para fornecer previsão detalhada de chuva na maioria das áreas.
Mas, à medida que mais sensores são adicionados, espera-se que o sistema de previsão um dia garanta que as comunidades vulneráveis possam se preparar melhor para eventos climáticos extremos e criar resiliência às mudanças climáticas rápidas.
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