Китайские метеорологи продемонстрировали, что миллионы обычных смартфонов можно превратить в сверхплотную сеть датчиков для прогнозирования гроз и града. Эти опасные природные явления до сих пор плохо поддаются точному предсказанию и угрожают людям и сельскому хозяйству.
Учёные из Пекинского университета использовали данные встроенных в телефоны барометров для прогноза выпадения града в районе Пекина 30 июня 2021 года. Информация анонимно собиралась через приложение Moji Weather с согласия пользователей и корректировалась алгоритмами машинного обучения.
Полученные значения атмосферного давления интегрировали в численную модель WRF (Weather Research and Forecasting). Для сравнения провели несколько расчётов: без смартфонных данных, с данными обычных наземных станций и два варианта с показаниями смартфонов при разных методах коррекции ошибок.
Идея метода в том, что приземное давление хорошо отражает мелкомасштабные структуры грозового фронта — объём холодного воздуха и динамику его движения. Однако традиционные метеостанции обычно расположены слишком далеко друг от друга, чтобы фиксировать такие детали.
Результат оказался ощутимым: точность прогноза зоны выпадения града выросла на 14–17% по сравнению с контрольным моделированием. Данные смартфонов также помогли точнее воспроизвести контуры и динамику грозовых воздушных масс.
В этом случае прогнозы с использованием смартфонных данных в целом превзошли варианты, основанные только на классических метеостанциях, что говорит о перспективности такого подхода к сбору метеоинформации.
Однако полностью заменить метеостанции смартфонами пока нельзя. Главная проблема — крайне неравномерное распределение данных: гаджетов много там, где живут люди, и мало в горах, сельской местности и других малонаселённых районах.
Именно над горной местностью сформировалась исследованная учёными гроза, поэтому сеть смартфонов не смогла полностью исправить ошибки моделирования на раннем этапе её развития. Тем не менее прогноз заметно улучшился после того, как шторм накрыл столицу.
Технология явно ещё сырая и требует дальнейших исследований, но потенциал у неё есть.