閃電是自然界中最不可預(yù)測(cè)的現(xiàn)象之一。它經(jīng)常殺死人和動(dòng)物，并縱火燒毀房屋和森林。它可以使飛機(jī)保持接地狀態(tài)，并損壞電源線，風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽(yáng)能電池板安裝。但是，對(duì)于什么觸發(fā)閃電知之甚少，并且沒(méi)有簡(jiǎn)單的技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)閃電何時(shí)何地觸地。

在EPFL的工程學(xué)院，由Farhad Rachidi領(lǐng)導(dǎo)的電磁兼容性實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種簡(jiǎn)單而廉價(jià)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)何時(shí)雷擊將在30公里半徑內(nèi)精確到10至30分鐘。該系統(tǒng)結(jié)合了標(biāo)準(zhǔn)氣象數(shù)據(jù)和人工智能。該研究論文已發(fā)表在《自然》雜志的氣候與大氣科學(xué)雜志上。研究人員現(xiàn)在計(jì)劃在歐洲激光避雷針項(xiàng)目中使用他們的技術(shù)。

提出該技術(shù)的博士生Amirhossein Mostajabi解釋說(shuō)：“當(dāng)前的系統(tǒng)速度慢且非常復(fù)雜，它們需要通過(guò)雷達(dá)或衛(wèi)星獲取昂貴的外部數(shù)據(jù)。”“我們的方法使用可以從任何氣象站獲得的數(shù)據(jù)。這意味著我們可以覆蓋雷達(dá)和衛(wèi)星范圍之外且通訊網(wǎng)絡(luò)不可用的偏遠(yuǎn)地區(qū)。”

而且，由于可以輕松，實(shí)時(shí)地獲取數(shù)據(jù)，因此可以快速做出預(yù)測(cè)-甚至在風(fēng)暴形成之前就可以發(fā)出警報(bào)。

使用可用數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器

EPFL研究人員的方法使用了經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以識(shí)別導(dǎo)致雷電的條件。為了進(jìn)行培訓(xùn)，研究人員使用了十年來(lái)從市區(qū)和山區(qū)的12個(gè)瑞士氣象站收集的數(shù)據(jù)。

考慮了四個(gè)參數(shù)：大氣壓力，空氣溫度，相對(duì)濕度和風(fēng)速。這些參數(shù)與雷電檢測(cè)和定位系統(tǒng)的記錄相關(guān)。使用該方法，該算法能夠了解發(fā)生閃電的條件。

一旦經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，該系統(tǒng)所做的預(yù)測(cè)幾乎可以在80%的時(shí)間內(nèi)證明是正確的。

這是基于簡(jiǎn)單氣象數(shù)據(jù)的系統(tǒng)第一次能夠通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)雷擊。該方法提供了一種預(yù)測(cè)復(fù)雜現(xiàn)象的簡(jiǎn)單方法。