Sistemas de IA Preveem Tempestades de Poeira com Maior Precisão na Ásia

A primavera é considerada uma bela estação em todo o mundo, mas muitos países asiáticos enfrentam o problema de tempestades de poeira na primavera todos os anos. Em março, algumas áreas da China enfrentaram o mesmo problema quando as pessoas que vivem lá foram instruídas a não sair, pois ventos fortes soprarão, atingindo 100 quilômetros por hora.

Primeiro, a Mongólia Interior na China foi afetada pela tempestade de poeira, e então foi Pequim, onde um aviso foi emitido para fechar as janelas e ficar dentro, pois a poeira atingiu a cidade após passar pelas planícies da Mongólia Interior da China e algumas áreas da Mongólia. Em muitos casos, a visibilidade foi reduzida para menos de 90 metros durante as tempestades, pois os céus ficaram amarelos e sombrios.

Meteorologistas e cientistas chineses desenvolveram alguns sistemas de previsão ao longo dos anos, começando nos anos 1990. Mas estão avançando seus esforços para ter uma ideia melhor e informações mais precisas sobre onde a poeira é levantada pela primeira vez, em quanta quantidade e como ela muda na rota à medida que a tempestade progride de uma área para outra. Os sistemas em que confiam não estão livres de seus próprios erros, como todos os sistemas.

Pesquisadores e cientistas asiáticos têm utilizado modelagem climática e agora inteligência artificial para obter estimativas e previsões melhores para este fenômeno que eles enfrentam todos os anos. Há consequências econômicas para essas condições climáticas, e com previsões melhores, milhões de dólares poderiam ser economizados todos os anos. Estima-se que em apenas um trimestre, as perdas podem chegar a mais de 4 milhões de dólares, incluindo danos à infraestrutura, fazendas e unidades habitacionais.

Causas, origens e consequências

O Saara, na África, o maior deserto do mundo, é também a maior fonte de areia para essas tempestades. Na Ásia, o Deserto de Gobi é uma das maiores fontes, situando-se parcialmente na Mongólia e parcialmente na China. Agora, os cientistas estão trabalhando em soluções para prever as tempestades de areia com base em inteligência artificial. Pesquisadores chineses já possuem dados significativos sobre tempestades de areia que estão utilizando para previsão, por meio de satélites e centros de observação terrestre, além de dados de modelos de simulação de diferentes tipos.

Quando ventos fortes sopram sobre áreas secas, levantam partículas de poeira do solo para o ar, às vezes a alturas de até 1500 metros, transportando-as de uma área para outra. De acordo com especialistas, a combinação de poeira e ar em movimento rápido pode percorrer distâncias bastante longas. Eles também transportam bactérias e partículas metálicas, que são tóxicas, junto com a poeira; essa combinação é bastante prejudicial à saúde das pessoas e também ao meio ambiente.

Durante essas tempestades, as taxas de mortalidade aumentam, não apenas devido a acidentes causados pelo vento, mas também por doenças cardiovasculares e respiratórias. As mortes por problemas cardiovasculares aumentam em 25%, e as por problemas respiratórios aumentam em 18%.

Há também um custo climático para essas tempestades de poeira; estima-se que elas reduzam a nutrição da água e do solo, o que pode resultar em menores rendimentos das colheitas. A Mongólia estima uma redução de 24% na produção de suas colheias devido a essas tempestades. Em escala global, 334 milhões de pessoas são afetadas por tempestades de areia todos os anos.

Sistemas de IA para previsão de tempestades de poeira

Os sistemas de IA chineses podem prever tempestades de poeira em 13 países da Ásia, incluindo China, Tajiquistão e Paquistão, com 12 horas de antecedência e em base horária. Quando iniciaram os testes no ano passado, os sistemas baseados em IA apresentaram melhores resultados em comparação aos sistemas não baseados em IA, com 13% menos erros. Os pesquisadores também estão trabalhando para trazer esses sistemas para aplicativos móveis, para que o público possa receber previsões e alertas oportunos sobre tempestades de poeira.

Cientistas chineses também desenvolveram um sistema chamado DAPS (Sistema de Assimilarção e Previsão de Poeira). Este sistema pode fornecer previsões para 48 horas. O sistema utiliza assimilação de dados, neste processo, dados observacionais são integrados com cálculos de modelo de IA para a precisão das previsões. Este sistema torna o processo quase automático. Algoritmos de aprendizado profundo são usados para previsões, removendo o viés nos dados observacionais. O sistema é útil para fornecer previsões para China, Mongólia, Japão, Coreia do Sul e também Coreia do Norte, com detalhes sobre quão densa a tempestade poderia ser e como a poeira se espalharia por diferentes áreas.

As mudanças climáticas também desempenham um papel no agravamento das condições meteorológicas, mas a amplificação do Ártico, que altera os padrões de circulação do vento e é um fenômeno meteorológico, reduziu os níveis de poeira no sul e oeste da Ásia. No entanto, o mesmo fenômeno piorou as condições de poeira no Paquistão, onde Karachi e Lahore, duas de suas principais cidades, enfrentam degradação da qualidade do ar, frequentemente resultando em níveis entre os mais tóxicos e no top 10 mundial.

As plantações de árvores desempenham um papel importante no controle da desertificação do solo, que é a principal causa das tempestades de poeira. Concorda-se que as tempestades de poeira afetam principalmente áreas remotas com menor desenvolvimento. Os esforços anti-desertificação devem ser aprimorados com apoio governamental para reduzir o impacto das tempestades e os níveis de poeira, juntamente com o avanço tecnológico.