Chaque année, les phénomènes météorologiques violents mettent en danger des millions de personnes et causent des milliards de dollars de dommages dans le monde. Mais de nouvelles recherches du Collège des sciences et technologies de l'information (IST) de Penn State et d'AccuWeather ont trouvé un moyen de mieux prédire certaines de ces menaces en exploitant la puissance des mégadonnées.

L'équipe de recherche, dirigé par le doctorant Mohammad Mahdi Kamani et incluant le professeur de l'IST James Wang, doctorant Farshid Farhat, et le météorologue judiciaire d'AccuWeather Stephen Wistar, a développé une nouvelle approche pour identifier les échos d'étrave dans les images radar, un phénomène associé à des vents violents et violents.

« Il était inévitable pour la météorologie de combiner les mégadonnées, vision par ordinateur, et des algorithmes de data mining pour chercher plus rapidement, des résultats plus robustes et précis, " a déclaré Kamani. Leur document de recherche, « Correspondance du squelette avec les applications de détection de temps violent, " a été publié dans le journal de Informatique douce appliquée et a été financé par la National Science Foundation (NSF).

"Je pense que les méthodes informatiques peuvent fournir un troisième œil aux météorologues, les aider à regarder les choses pour lesquelles ils n'ont ni le temps ni l'énergie, " a dit Wang. Dans le cas des échos d'arc, cette détection automatique serait vitale pour une détection plus précoce des phénomènes météorologiques violents, sauver des vies et des ressources.

Wistar, l'autorité météorologique sur le projet, expliqué, "Dans une ligne d'orages, un écho d'arc est une partie qui se déplace plus vite que l'autre." Comme son nom l'indique, une fois que les conditions météorologiques se sont complètement formées, il ressemble à la forme d'un arc. "Cela peut être vraiment exagéré, " a-t-il dit. " C'est important parce que c'est là que vous risquez d'être gravement endommagé, où les arbres tomberont et les toits s'envoleront."

Mais actuellement, quand les conditions commencent tout juste à se former, il peut être facile pour les prévisionnistes d'oublier. "Une fois arrivé au point flagrant, (un écho d'arc) saute sur un météorologue, " dit-il. " Mais un jour de météo active ? Ils ne remarqueront peut-être pas qu'il commence tout juste à s'incliner."

Pour lutter contre cela, la recherche s'est concentrée sur l'automatisation de la détection des échos d'arc. En s'appuyant sur les vastes données historiques recueillies par la National Oceanic and Atmosphere Administration (NOAA), les échos d'arc peuvent être identifiés automatiquement dès qu'ils commencent à se former. Wang a dit, « C'est l'objectif fondamental de notre projet :fournir une assistance au météorologue afin qu'il puisse prendre des décisions plus rapidement et avec une meilleure précision.

En surveillant en permanence les images radar de la NOAA, l'algorithme est capable de balayer l'ensemble des États-Unis et de fournir des alertes quand et où un écho d'arc commence. Pendant les périodes de temps violent actif, lorsque les ressources sont susceptibles d'être éparpillées, il est capable de fournir des notifications instantanées du développement.

"Mais ce n'est que la première étape, " a commenté Kamani. Avec l'algorithme de détection en place, ils espèrent un jour prévoir les échos d'arc avant même qu'ils ne se forment. "L'objectif final est d'avoir plus de temps pour alerter les gens d'évacuer ou d'être prêts pour les vents en ligne droite." Avec plus rapide, des prévisions plus précises, les impacts potentiels peuvent être importants.

"Si vous pouvez obtenir même un 10, Saut de 15 minutes et recevez un avertissement plus tôt épinglé à un certain endroit au lieu de comtés entiers, c'est un énorme avantage, " Wistar a déclaré. "Cela pourrait être un véritable saut pour les météorologues si c'est possible. C'est vraiment excitant de voir ces progrès."

Envisager l'avenir de la météorologie, les chercheurs voient un potentiel infini pour l'application des mégadonnées. "Il y a tellement de choses que nous pouvons faire, " a déclaré Wang. " Si nous pouvons mieux prévoir les orages violents, nous pouvons sauver des vies chaque année."