Met behulp van een krachtige techniek die bekend staat als "3-D nowcasting, " een internationaal team met wetenschappers van het RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) is begonnen met het leveren van, op experimentele basis, voorspellingen die tien minuten van tevoren de kans op neerslag op een bepaalde locatie voorspellen. De groep zal het systeem gebruiken om te bepalen of de experimentele voorspellingen, op basis van gegevens die elke 30 seconden worden bijgewerkt, kan worden gebruikt om schade door stortregens te voorkomen. Het werk, uitgevoerd door een team met onderzoekers van AICS en het National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Tokyo Metropolitan University, en de universiteit van Osaka, gebruikt een combinatie van phased-array radar en computeralgoritmen die voorspellingen doen op basis van gegevens van de radars.

Vandaag, nowcasting - een term die verwijst naar kortetermijnweersvoorspellingen die in realtime worden gemaakt - wordt over het algemeen gedaan met behulp van parabolische radarantennes, die vijf tot tien minuten duren om ongeveer 15 lagen van de hele lucht te scannen. Typisch, het wordt gedaan door naar een enkele laag van de lucht te kijken, het detecteren van de regen daar, en vervolgens extrapoleren van weersomstandigheden waarbij de regen op een later tijdstip zal vallen. Echter, hoewel nowcasting veel minder rekenkracht vereist dan weersimulaties, het is niet in staat om regenval nauwkeurig te voorspellen door zich snel ontwikkelende onweerswolken, waar er snelle verticale bewegingen in de regenpatronen zijn.

Onlangs, echter, een nieuw type systeem, zogenaamde phased-array radar, werd geïnstalleerd op de Suita Campus van de Universiteit van Osaka. De radar kan heel snel worden gericht - hij kan de hele lucht scannen in tien tot dertig seconden, kijkend naar ongeveer 100 hoeken met een bereik van 60 kilometer. De radar kan nauwkeurig worden gericht door de stralen te manipuleren die door een aantal apparaten worden uitgezonden, waardoor een platte radar zeer snel de hele lucht kan scannen.

In een poging om de voorspellingscapaciteit van de radar te verbeteren, de groep ontwikkelde een algoritme dat de enorme hoeveelheid waarnemingsgegevens van de radar haalt, elke 30 seconden bijgewerkt, en maakt snelle voorspellingen op basis van de 3D-regengegevens. Hierdoor kunnen zeer frequente en nauwkeurige prognoses worden gemaakt. de voorspellingen, die de Kansai (Osaka, Kyoto en Kobe) gebied van Japan, zijn online beschikbaar op:https://weather.riken.jp/.

De groep heeft ook een voorspellingsmodel ontwikkeld op basis van phased-array radargegevens met behulp van de krachtige K-computer, en hoewel het momenteel niet kan worden geïmplementeerd vanwege de behoefte aan enorme rekenkracht, de groep is van plan om dat werk voort te zetten in de hoop dat het uiteindelijk op toekomstige computers kan worden geïmplementeerd, waardoor veel nauwkeurigere voorspellingen van stortregens mogelijk zijn. Volgens Takemasa Miyoshi, die het project leidt bij RIKEN AICS, "stortregens kunnen tragische gevolgen hebben, omdat ze binnen enkele minuten tot plotselinge overstromingen of gevaarlijke aardverschuivingen leiden. We hopen dat we ze kunnen voorspellen, zelfs tien minuten van tevoren, zullen ons helpen de schade die ze kunnen veroorzaken tot een minimum te beperken. Er zijn nog veel problemen om aan te pakken, zoals hoe deze informatie tijdig en effectief beschikbaar kan worden gesteld aan degenen die deze nodig hebben, en we zijn van plan ons werk voort te zetten om dit systeem te realiseren." Als onderdeel van de inspanning om het systeem praktisch te maken, de onderzoekers werken samen met een app-ontwerper die weersvoorspellingsapps aanbiedt aan smartphonegebruikers (zie http://www.aics.riken.jp/en/topics/170324.html). Ze kijken er ook naar uit om samen te werken met andere phased-array radarfaciliteiten om voorspellingen te doen voor een meer wijdverbreid gebied.