Op een groenteboerderij in West-Afrika, waar het planten met de hand gebeurt, vragen over het weer komen neer op de meest urgente vraag van allemaal:zal de regen goed of slecht zijn?

Princeton-professor Eric Wood, een hydroloog die meestal werkt met globale data en computermodellen, bezocht de kleine boerderij een uur buiten Niamey, Niger, in 2013. Daar, hij sprak met de mensen die baat zouden hebben bij een nieuw systeem voor het monitoren van droogte- en overstromingsrisico's dat hij had gecreëerd. Boeren in Niamey vertrouwen op hun landbouwagenten, en bij uitbreiding Wood's programma, om hen te vertellen wanneer de regens zullen komen en hoe overvloedig ze zullen zijn.

"Er is een sterke seizoenscyclus van regenval, komend uit het zuiden, " zei Hout, de Susan Dod Brown hoogleraar civiele en milieutechniek. "Ze willen weten, zullen ze goede regens of slechte regens hebben, wanneer begint het regenseizoen? Ze willen ervoor zorgen dat de regen er is voordat ze planten. Als ze te vroeg planten, de zaden zullen sterven voordat ze zich vestigen. Dit zijn mensen die rondkomen van een paar dollar per dag, misschien minder. Het is erg moeilijk voor hen om nieuw zaad te planten.

"Je reist naar deze plaatsen en je realiseert je hoe groot hun behoefte is aan informatie om hen te helpen omgaan met waterbeheerproblemen. En je loopt weg met de gedachte dat misschien, nou ... je doet iets goeds. Het geeft wel veel voldoening."

Wood en zijn team van Princeton-ingenieurs hebben hun geavanceerde programma voor het monitoren van droogte- en overstromingsrisico's ingezet voor ecologisch kwetsbare regio's zoals Niger en andere gebieden in Afrika en Latijns-Amerika. Het programma assimileert weergegevens die overvloedig maar moeilijk te analyseren zijn voor de mensen op de grond.

Ontwikkeld op verzoek van UNESCO, het programma stelt gebruikers in staat een schat aan meteorologische en hydrologische gegevens te overzien, inclusief windsnelheid, temperatuur, neerslag, stroomafvoer en andere statistieken. De komst van technologie geeft veel diepgang aan dergelijke gegevens. Maar het synthetiseren ervan in een gebruiksvriendelijk formaat was een uitdaging voor zowel wetenschappers als belanghebbenden.

Voer hout in, die ook dienst doet als directeur van graduate studies voor Princeton's Department of Civil and Environmental Engineering, en een kader van afgestudeerde studenten. Hun African Flood and Drought Monitor (AFDM) en Latin American Flood and Drought Monitor (LAFDM) bieden realtime klimaatmodellering voor meerdere gebruikersniveaus, van beleidsmakers tot buurtboeren. Het Princeton-team geeft instructieworkshops in de verschillende landen, de meest recente in Brazilië afgelopen juli. Een van de eerste van deze workshops vond plaats in 2013 tijdens het bezoek aan Niger.

Misschien wel het meest opvallende, het team creëerde de programma's met weinig directe financiering. Ze maakten gebruik van eerder onderzoek dat werd ondersteund door de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) om AFDM en LAFDM te creëren. Wood beschouwt de kosteneffectieve bijdragen van zijn team als een weerspiegeling van het soort werk dat ingenieurs over de hele wereld zouden moeten doen.

"Kijk, er is behoefte, "zei Wood. "Ik denk dat het belangrijk is voor mensen zoals ik, die gedurende onze loopbaan zijn gefinancierd door agentschappen zoals NASA en NOAA, om na te denken over hoe we gemeenschappen kunnen dienen die geen toegang hebben tot wat we hebben gehad.

"Dit is een manier voor de steun die we hebben gekregen om goed te doen voor achtergestelde samenlevingen, " voegde hij eraan toe. "Dit zijn groepen en samenlevingen met beperkte capaciteit en grote, dringende behoefte. Waarom zouden we niet zeggen, Oke, Ik ga iets teruggeven?" Hij verwees naar de doeltreffendheid van het programma in het noorden van Chili, bijvoorbeeld, waar het de waarschijnlijkheid van de verwoestende overstromingen van maart 2015 oppikte in een regio die in jaren geen regen had gezien.

Wood's oude medewerker in Princeton, Justin Sheffield, nu een professor aan de Universiteit van Southampton, Engeland, toegevoegd:"Wetenschappers hebben de verantwoordelijkheid ervoor te zorgen dat hun onderzoek niet alleen impact heeft, maar kan worden vertaald in voordelen voor bevolkingsgroepen in nood. Deze droogtevoorspellingen hebben het potentieel om besluitvormers te helpen de impact te verminderen."

Hoewel de gegevens die aan de programma's ten grondslag liggen al lang beschikbaar zijn, verschillende factoren maakten het moeilijk om toegang te krijgen. Onbetrouwbare computernetwerken, een gebrek aan technische verfijning, lage institutionele prioriteit en het vermogen om al het materiaal te ontcijferen en te vertalen in één zinvol voorspellingsinstrument waren enkele daarvan, aldus Princeton-teamleden.

AFDM en LAFDM verkleinen en voegen meteorologische en hydrologische gegevens samen om consistent te zijn in de tijd, legde Wood uit. De gegevens worden vervolgens toegepast op landoppervlak-impactmodellen die het risico op overstromingen evalueren, droogte, stroomafvloeiing en gewasimpact, evenals historische en seizoensgebonden trends in de schijnwerpers. Nergens anders bestaan ​​de gegevens in zo'n gebruiksvriendelijk formaat. In werkelijkheid, Wood's systeem omvat een one-stop webinterface voor diegenen die uitgebreide weersinformatie in of bijna realtime willen.

"Deze programma's kwamen van ons in het besef dat alle gegevens die er waren echt moeilijk samen te stellen waren, ook voor professionelen, "Zei de Princeton-afgestudeerde student Colby Fisher. "Er is altijd een kloof geweest tussen onderzoek en wat er daadwerkelijk op de grond wordt gedaan." Fisher karakteriseerde de programma's als het "meest openbare" werk van Wood op het gebied van hydrologisch onderzoek en modellering.

De gegevens zijn afkomstig uit drie bronnen, zei Visser. De Princeton Global Forcing Data Set bevat historische weerstatistieken van 1948 tot 2010; deze worden gebruikt om langetermijnpatronen te vergelijken met de huidige omstandigheden. Gegevens gedownload van NASA-satellieten vormen het grootste deel van het aanbod van het systeem. Deze gegevens worden vervolgens ondersteund met voorspellingen van NOAA's zevendaagse wereldwijde weersvoorspellingsmodel en seizoensgebonden klimaatvoorspellingsmodel. Er zijn drie datadistributiecentra in Afrika:Niger, Kenia en Zimbabwe. Er zijn gastprogramma's in Santiago, Chili, en Foz do Iguaçu, Brazilië. De op Princeton gebaseerde website, stream.princeton.edu, geeft ook toegang.

"Dit [systeem] heeft de enorme belangstelling van de regio voor een monitoring- en vroegtijdige waarschuwingstool voor overstromingen en droogtes bevestigd, " zei Koen Verbist, programmaspecialist in hydrologische systemen en water bij UNESCO's operatie in Santiago. "Aangezien deze gevallen de afgelopen decennia gestaag toenemen, de LAFDM vult een leemte op om continue updates te geven over deze watergerelateerde gevaren."

Het eerste systeem werd in 2012 uitgerold met hulp van Sheffield en Princeton, postdoctoraal onderzoeksmedewerker Nate Chaney. De monitoren zijn sindsdien volledig geüpgraded met nieuwe software die voornamelijk door Chaney is ontwikkeld, samen met Fisher en Jonathan Herman, die met het Princeton-team werkte terwijl hij een afgestudeerde student was aan de Cornell University. De monitoren worden aangeboden in zes talen, en voeg scripts toe om dagelijks materiaal te downloaden - allemaal met minimale overhead.

Terwijl AFDM en LAFDM gegevens leveren die de gecombineerde impact van meteorologische en hydrologische verschijnselen weergeven, de modellen zijn gemaakt om interpretatie te vermijden. Wood drong erop aan dat advies niet onder de bevoegdheid van het systeem valt. Ze bieden data en context. Ze vertellen mensen niet wat ze ermee moeten doen.

Wood's grootste zorg op dit moment is het volhouden van zijn inspanningen. Adequate financiering, misschien van particuliere stichtingen, noodzakelijk is om de datadistributiecentra te onderhouden, en mogelijk extra locaties opleveren of de omvang van de bewaakte gebieden uitbreiden.

"Naarmate de wereld meer bevolkt wordt en we klimaatverandering hebben, "Wood zei, "er zal meer stress zijn op de kruising van water, voedsel en energie. Mensen hebben deze tools nodig."