Schätzung der Niederschlagsmengen in Echtzeit über neuronale Netze

Die Vorhersage von Niederschlägen ist ein wichtiger Bestandteil der täglichen Wettervorhersage in allen Teilen der Welt. Die Niederschlagsanalyse und -überwachung durch europäische Satelliten bietet Schätzungen zur Niederschlagsmenge für die gesamte Erde in Echtzeit.

Heute werden quantitative Daten zur Niederschlagsmenge aus Regenmessungen und Wetterradarnetzen gewonnen. Diese Netze decken jedoch nicht die gesamte Erdoberfläche ab und können auch keine unmittelbaren Informationen liefern. Durch den Einsatz geostationärer Satelliten, deren Umlaufbahn so berechnet ist, dass sie sich immer in einer festen Position zu einem bestimmten Punkt auf der Erde befinden, können Echtzeitdaten zur Niederschlagsüberwachung in weitaus größerem Maßstab gewonnen werden.

Beim EurainSat-Projekt wurden neuronale Netze eingesetzt, um eine neue Methode zur Simulation komplexer Regenschätzungsmodelle zu entwickeln. Neuronale Netze sind dann besonders nützlich für die Vorhersage von Ereignissen, wenn sie auf eine große Datenmenge zu früheren Ereignissen zurückgreifen können. Im Rahmen des Projektes wurde UOB Net 1.0 entwickelt. Dabei werden Daten, die durch Infrarot-Technologien und über sichtbare Beobachtungen gewonnen wurden, mit Daten kombiniert, die über Messungen mit Mikrowellensensoren erhoben wurden.

Diese satellitenbasierten Niederschlagsdaten tragen zur präzisen Schätzung der Niederschlagsmengen für den gesamten Erdball in Echtzeit bei. Diese Informationen sind deshalb besonders wertvoll, weil sie genauere Wettervorhersagen in globalem Maßstab sowie eine bessere Verfolgung ernsthafter witterungsbedingter Phänomene ermöglichen. Die Schätzungen sind nützlich für effizientes Hydrologie- und Wassermanagement und unterstützen die Entscheidungsfindung beim Schutz der Bevölkerung, da sie direkten Einfluss auf die Überwachung von Katastrophen und anderen ernsthaften Zwischenfällen haben (Vorhersage und Bewältigung von Flutkatastrophen, Such- und Rettungsaktionen). Außerdem sind die Vorhersagen und Untersuchungen nützlich für Studien zum globalen Klimawandel, zur Überwachung entlegener Gebiete, für die Landwirtschaft und für die Bekämpfung des Hungers auf der Welt.

Zu den potenziellen Nutzern dieser Innovation zählen Organisationen, die Satelliten nutzen, nationale und regionale Wetterdienste und Wetterberichte im Fernsehen, alle internationalen Organisationen, die sich mit der Wetteranalyse befassen sowie Einrichtungen zur Wettervorhersage und zum Schutz der Bevölkerung. Auch die Food and Agriculture Organisation (FAO) der UNO wird von den Schätzungen profitieren, da sie die Überwachung der Nahrungsmittelproduktion, insbesondere in Entwicklungsländern, vereinfachen.