I sistemi IA prevedono le tempeste di sabbia con maggiore precisione in Asia

La primavera è considerata una stagione bella in tutto il mondo, ma molti paesi asiatici affrontano il problema delle tempeste di sabbia ogni anno in primavera. A marzo, alcune aree della Cina hanno affrontato lo stesso problema quando alle persone che vi abitavano è stato detto di non uscire perché i venti forti soffieranno, raggiungendo 100 chilometri all'ora.

Prima, la Mongolia Interna in Cina è stata colpita dalla tempesta di sabbia, e poi è stato Pechino dove è stato emesso un avviso di chiudere le finestre e restare all'interno poiché la sabbia ha raggiunto la città dopo aver attraversato le pianure della Mongolia Interna della Cina e alcune aree della Mongolia. In molti casi, la visibilità è scesa a meno di 90 metri durante le tempeste mentre i cieli diventavano gialli e cupi.

I meteorologi e gli scienziati cinesi hanno sviluppato alcuni sistemi di previsione negli anni, a partire dagli anni '90. Ma stanno intensificando i loro sforzi per avere un'idea migliore e informazioni più accurate su dove la sabbia viene sollevata inizialmente, in quale quantità e come cambia lungo il percorso man mano che la tempesta si sposta da un'area all'altra. I sistemi su cui si affidano non sono privi di errori, come tutti i sistemi.

I ricercatori e gli scienziati asiatici stanno utilizzando la modellazione climatica e ora l'intelligenza artificiale per ottenere stime e previsioni migliori per questo fenomeno che devono affrontare ogni anno. Ci sono conseguenze economiche a queste condizioni climatiche e, con previsioni migliori, milioni di dollari potrebbero essere risparmiati ogni anno. Si stima che in un solo trimestre, le perdite possono raggiungere oltre 4 milioni di dollari, inclusi danni alle infrastrutture, alle fattorie e alle unità abitative.

Cause, fonti e conseguenze

Il Sahara in Africa, il deserto più grande del mondo, è anche la più grande fonte di sabbia per queste tempeste. Mentre in Asia, il Deserto del Gobi è una delle più grandi fonti, che si trova in parte in Mongolia e in parte in Cina. Ora gli scienziati stanno lavorando a soluzioni per prevedere le tempeste di sabbia basate sull'intelligenza artificiale. I ricercatori cinesi hanno già dati significativi sulle tempeste di sabbia che stanno utilizzando per le previsioni, attraverso satelliti e centri di osservazione a terra, nonché dati da modelli di simulazione di diversi tipi.

Quando venti veloci soffiano attraverso aree secche, sollevano particelle di polvere dal terreno nell'aria, a volte fino a 1500 metri di altezza, e le trasportano da un'area all'altra. Secondo gli esperti, la combinazione veloce di polvere e aria può viaggiare per distanze piuttosto lunghe. E trasportano anche batteri e particelle metalliche, che sono tossiche, insieme alla polvere; questa combinazione è molto dannosa per la salute delle persone e anche per l'ambiente.

Durante queste tempeste, i tassi di mortalità aumentano, non solo a causa di incidenti causati dal vento, ma anche per malattie cardiovascolari e respiratorie. I decessi per problemi cardiovascolari aumentano del 25%, e quelli per problemi respiratori aumentano del 18 percento.

C'è anche un costo climatico per queste tempeste di sabbia; le stime indicano che riducono la nutrizione di acqua e suolo e potrebbero risultare in rese agricole più basse. La Mongolia stima una riduzione del 24% nelle rese dei suoi raccolti a causa di queste stesse tempeste. A livello globale, 334 milioni di persone sono colpite dalle tempeste di sabbia ogni anno.

Sistemi IA per prevedere le tempeste di sabbia

I sistemi IA cinesi possono prevedere le tempeste di sabbia in 13 paesi asiatici, tra cui Cina, Tagikistan e Pakistan, 12 ore prima e su base oraria. Quando hanno iniziato i test lo scorso anno, i sistemi basati su IA hanno mostrato risultati migliori rispetto ai sistemi non basati su IA, con il 13% in meno di errori. I ricercatori stanno anche lavorando per portare questi sistemi su app mobili per il pubblico, in modo da ricevere previsioni e avvisi tempestivi sulle tempeste di sabbia.

Gli scienziati cinesi hanno anche sviluppato un sistema chiamato DAPS (Dust Assimilation and Prediction System). Questo sistema può fornire previsioni per 48 ore. Il sistema utilizza l'assimilazione dei dati, in questo processo i dati osservazionali sono integrati con i calcoli del modello IA per l'accuratezza delle previsioni. Questo sistema rende il processo quasi automatico. Gli algoritmi di deep learning sono utilizzati per le previsioni rimuovendo il bias nei dati osservazionali. Il sistema è utile per fornire previsioni per Cina, Mongolia, Giappone, Corea del Sud e anche Corea del Nord, con dettagli su quanto densa potrebbe essere la tempesta e come la sabbia si diffonderà in diverse aree.

Il cambiamento climatico gioca anche un ruolo nel peggiorare le condizioni meteorologiche, ma l'amplificazione artica, che cambia i modelli di circolazione del vento ed è un fenomeno meteorologico, ha ridotto i livelli di polvere nel sud e nell'ovest dell'Asia. Ma lo stesso fenomeno ha peggiorato le condizioni di polvere in Pakistan, dove Karachi e Lahore, due delle sue principali città, stanno affrontando un degrado della qualità dell'aria, spesso risultando tra le più tossiche e nelle prime dieci al mondo.

Le piantagioni di alberi svolgono un ruolo importante nel controllare la desertificazione del terreno, che è la causa principale delle tempeste di sabbia. Si concorda che le tempeste di sabbia colpiscono principalmente le aree remote con meno sviluppo. Gli sforzi anti-desertificazione devono essere migliorati con il supporto del governo per ridurre l'impatto delle tempeste e diminuire i livelli di polvere, insieme al progresso tecnologico.