في الولايات المتحدة، استخدم علماء الأرصاد الجوية التعلم الآلي لاكتشاف الضباب
يمكن أن يشكل الضباب والسحب الطبقية المنخفضة فوق المطارات ظروفا خطيرة للسفر، ما يؤدي إلى تأخيرات مكلفة وتعطيل للخطط.
تراقب مكاتب الخدمة الوطنية للأرصاد الجوية الأمريكية الظروف وتصدر تحذيرات عندما تكون الظروف مواتية لتشكل الضباب والسحب المنخفضة. وتستخدم شركات الطيران هذه التحذيرات للتنبؤ بالظروف، ولتفادي التأخيرات، وتغيير مسارات الرحلات عند الحاجة.
تستخدم الآن NWS (الخدمة الوطنية للأرصاد الجوية) برنامجا جديدا لكشف الضباب، طورته أبحاث علماء من المعهد المشترك CIMSS التابع لجامعة ويسكونسن-ماديسون وNOAA (الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي)، للمساعدة في إصدار هذه التحذيرات.
البرنامج (المعروف بالمنتج الساتلي) هو نتاج تعاون يمتد لأكثر من عقد بين CIMSS وNOAA. وهو يستخدم أساليب التعلم الآلي مع بيانات شبه فورية من الأقمار الصناعية الأرصادية، مثل GOES-East وGOES-West التابعتين لNOAA، لمراقبة الظروف على مدار الساعة وإصدار تحذيرات من احتمال وجود ضباب.
«حتى نهاية عام 2020، يعمل منتج GOES-R Fog and Low Stratus بالكامل في مكاتب NWS في جميع أنحاء البلاد. ويوفر المنتج مراقبة على مدار الساعة للظروف الضبابية الخطيرة من أوتكياغفيك (ألاسكا) إلى كي ويست (فلوريدا)»
يتشكل الضباب عندما يتكون السحاب قرب سطح الأرض، فيقلل الرؤية إلى أقل من كيلومتر واحد. ورغم أنه قد يكون من السهل ملاحظة الضباب أثناء التنقل صباحا إلى العمل أو عند النظر من النافذة، فإن تحديد حجم بقعة الضباب على مساحة كبيرة يظل تحديا، خاصة بالنسبة للرصد عبر الأقمار الصناعية.
اعتمدت أنظمة كشف الضباب السابقة على مقارنة بيانات الأقمار الصناعية في نطاقي المرئي والأشعة تحت الحمراء، لكنها كانت محدودة إلى حد كبير بالظروف التي لا توجد فيها سحب أخرى فوق الضباب. كما اقتصرت الطرق السابقة على الاستخدام ليلا بسبب التداخل الناتج عن ضوء الشمس المنعكس. وعلى عكس العواصف الرعدية التي تحتوي على قطرات مطر أكبر وبلورات جليد، يتكون الضباب من قطرات أصغر بكثير لا تظهر على الرادار.
«لتحسين النظام، أدرجنا بيانات جوية أخرى تُستخدم في خوارزميات التنبؤ العددي بالطقس. ويساعد ذلك في تحديد نوع الضباب فوق المنطقة، من خلال تقييم كل بكسل في الصورة وتوليد احتمال وجود الضباب وشدته»
إلى جانب تحديد وجود الضباب، يساعد هذا المنتج شركات الطيران على تجنب التأخيرات التي تكلفها ملايين الدولارات سنويا. ووفقا لتحليل إدارة الطيران الاتحادية، كان الطقس سببا في نحو 70% من تأخيرات الرحلات في الفترة 2008–2013، ما يترتب عليه تكاليف حقيقية. وتكلف كل ساعة تأخير شركات الطيران من 1000 إلى 4000 دولار عن كل رحلة.
طُور منتج GOES-R Fog بناء على احتياجات قطاع الطيران، الذي تختلف متطلباته بحسب نوع الطائرة. فالطائرات الصغيرة، على سبيل المثال، تعتمد على مجموعة مختلفة من القواعد عندما يتعلق الأمر بالطقس، لأنها تفتقر إلى المعدات المتطورة الموجودة في طائرات الركاب الكبيرة. ويحدد Fog الظروف الخطيرة لكلا النوعين من الطائرات، ويمكن استخدامه لإصدار التحذيرات في جميع أنحاء البلاد، مما يساعد على تفادي التأخيرات المكلفة وجعل النقل الجوي أكثر أمانا.
«قد لا يعرف المسافرون أصل هذا المنتج أو ما يجري وراء الكواليس. لكنه مثال ممتاز على كيفية استفادة الجمهور من هذا التعاون بين الجامعات والحكومة»
وبينما يُعد الطقس السبب الرئيسي للتأخير بسبب الطلب الزائد على الموارد المتأثرة، فإن الحجم الناتج عن الطلب الزائد حتى مع موارد غير محدودة يمثل أيضا 19% من التأخير. ويشكل عطل المعدات 1%، وعدم توفر مدرج الهبوط 6%، أما العوامل «الأخرى» فتمثل الـ5% المتبقية من التأخير. وتشمل هذه الإحصاءات الخاصة بالتأخيرات شركات النقل الجوي، وسيارات الأجرة الجوية، والطيران العام، وفئات الطائرات العسكرية.
يختلف نوع الطقس المسبب لتأخير الحركة الجوية على مدار العام، كما يعتمد على المنطقة الجغرافية في البلاد. وتبلغ ذروة التأخيرات المرتبطة بالطقس والتأخيرات الإجمالية في مايو ويونيو ويوليو (تتراوح تأخيرات الطقس من نحو 6700 إلى أكثر من 7800، وتتراوح التأخيرات الإجمالية من 9000 إلى 9500)، لكن تأخيرات الطقس تظل كبيرة أيضا في مارس وأبريل وأكتوبر ونوفمبر وديسمبر (من 3500 إلى 5400).
برنامج NextGen Weather (التابع لإدارة الطيران الاتحادية) يوفر منتجات أرصاد جوية للطيران تدعم إدارة الحركة الجوية التكتيكية والاستراتيجية أثناء الظواهر الجوية، وتساعد على تقليل تأخير الركاب، إضافة إلى تعزيز سلامة الرحلات الجوية.
يمكن لمديري تدفق الحركة اتخاذ خطوات متعددة، مثل إعادة توجيه الحركة محليا حسب الظروف الجوية، وتوجيه الرحلات أثناء الطيران إلى مسار خال من الطقس عند الاقتراب من مطار الوجهة، وتأخير الوصول بوضعها في حلقات انتظار حتى يتحسن الطقس.
