科学家测试预测并控制闪电的系统
科学家表示,他们开发出一种系统,能利用机器学习来预测闪电在何时何地发生 。
研究从员报告称,这个系统能最多提前30分钟预测半径30公里区域内何时何地会出现闪电 。
这顶研究由来自瑞士洛桑的瑞士联邦理工学院的工程师领导 。研究结果发表在《气候与大气科学》期刊上 。
闪电是大气中的强放电现象 。闪电是地球上最早观察到的天气现象之一 。其可以在云层之间或云层与大地之间出现 。由于闪电携带威力极强的电荷,因此它可能造成毁灭性甚至是致命性后果 。
很难确切知道有多少人死于闪电相关原因 。欧洲研究人员估计,全球每年有6000至2.4万人因闪电死亡 。闪电袭击还会导致断电、财产毁损、电力设备受损并引发森林火灾 。
出于这个原因,气候学家一直设法开发能预测和控制闪电的方法 。在美国和其他地方,地基遥感设备用于在闪电发生时进行识别 。但是,此前一直未能开发出有效预测或阻止闪电的系统 。
实验中测试的这个系统使用来自气象站和机器学习方法的组合数据 。研究人员开发了一种预测模型,并训练这个模型识别可能引发闪电的天气条件 。
这一模型由12年间在城市和山区的12个瑞士气象站所收集到的数据创建 。这些数据涉及四个主要地表状况:大气压力、气温、相对湿度和风速 。
大气数据被植入到机器学习算法中,随后算法会将这些数据与闪电袭击记录进行比较 。研究人员表示,接下来算法就能了解闪电会在哪种情况下发生 。
瑞士联邦理工学院在声明中表示,“经证明,这一系统在接受训练后做出的预测,准确率接近80% 。现在该系统可以应用在任何地方 。”
阿米尔霍塞因·莫斯塔加比是瑞士联邦理工学院的博士生,他领导了这一方法的开发 。他表示,用于收集此类数据的现有系统运行慢且复杂,还需要雷达或卫生等昂贵收集设备的辅助 。
莫斯塔加比说:“我们的方法所使用的数据可以从任何气象站获取 。”他补充说,这将改善一些地区的数据收集情况,比如不在雷达和卫星覆盖范围内的偏远地区,或是通讯系统被切断的地区 。
研究人员计划继续开发这项技术,同时与旨在开发闪电保护系统的欧洲项目合作 。该项目名为欧洲激光避雷针计划 。
这一项目在巴黎开展,科学家正在试验一种激光技术,该技术也许有朝一日能控制闪电活动 。项目理念是,强大的地基激光可以部署在空中,引导来自闪电的能量 。
这一试验包括用激光将来自云层的闪电电荷转移到地面 。这一方法使用安装在激光基地的避雷针接收云层中的闪电电荷 。
研究人员表示,实验室试验表明,激光可以用来将闪电引导到通往地面的直接且安全的路径上 。他们希望这项技术有一天能作为抵御闪电袭击的方法 。这项技术可能应用在发电厂、机场或大量人群聚集的地方 。
布莱恩·莱恩报道 。
译文为可可英语翻译,未经授权请勿转载!