У США метеорологи застосували машинне навчання для виявлення туману
Туман і низька шарувата хмарність над аеропортами можуть створювати небезпечні умови для польотів, що призводять до дорогих затримок і зриву планів.
Офіси Національної метеорологічної служби США відстежують умови та видають попередження, коли для утворення туману й низьких хмар є сприятливі передумови. Ці попередження використовують авіакомпанії для прогнозування умов, запобігання затримкам і зміни маршруту рейсів за потреби.
Тепер NWS (Національна метеорологічна служба) використовує нове програмне забезпечення для виявлення туману, розроблене вченими Спільного інституту метеорологічних супутникових досліджень Університету Вісконсин-Медісон та NOAA (Національного управління океанічних і атмосферних досліджень), щоб допомогти з цими попередженнями.
Програмне забезпечення (відоме як супутниковий продукт) є результатом понад десятирічної співпраці між CIMSS та NOAA. Воно використовує методи машинного навчання з майже реальними даними з метеорологічних супутників, таких як GOES-East і GOES-West NOAA, для цілодобового моніторингу умов і видачі попереджень про можливий туман.
«Станом на кінець 2020 року продукт GOES-R Fog and Low Stratus повністю працює в офісах NWS по всій країні. Продукт забезпечує цілодобовий моніторинг небезпечних туманних умов від Уткіагвіка (Аляска) до Кі-Вест (Флорида)»
Туман виникає, коли хмара формується біля землі, знижуючи видимість до менш ніж 1 кілометра. Хоча туман легко помітити під час ранкової поїздки на роботу або глянувши у вікно, визначити розмір плями туману на великій території залишається проблемою, особливо для супутникових спостережень.
Раніші системи виявлення туману використовували порівняння супутникових даних у видимому та інфрачервоному діапазонах, але значною мірою були обмежені умовами, коли над туманом не було інших хмар. Крім того, попередні методи обмежувалися використанням у нічний час через перешкоди, пов'язані з відбитим сонячним світлом. І на відміну від гроз, які містять більші краплі дощу та кристали льоду, туман складається з набагато дрібніших крапель, які не видно на радарі.
«Щоб покращити систему, ми включили інші атмосферні дані, які використовуються в алгоритмах чисельного прогнозування погоди. Це допомагає визначити тип туману над територією, оцінюючи кожен піксель зображення і генеруючи ймовірність наявності туману та його інтенсивність»
Окрім визначення наявності туману, цей продукт допомагає авіакомпаніям уникати затримок, які щороку коштують мільйони доларів. За аналізом Федерального авіаційного управління, погода була причиною майже 70% затримок рейсів у 2008–2013 роках, що призводить до реальних витрат. Кожна година затримки коштує авіакомпаніям від $1000 до $4000 за рейс.
Продукт GOES-R Fog було розроблено на основі потреб авіаційної галузі, яка висуває різні вимоги залежно від літака. Малі літаки, наприклад, покладаються на інший набір правил щодо погоди, оскільки їм бракує просунутого обладнання, як на великих авілайнерах. Fog визначає небезпечні умови для обох типів літаків і може використовуватися для попереджень по всій країні, уникаючи дорогих затримок і роблячи авіаперевезення безпечнішими.
«Люди, які подорожують, можуть не знати про походження цього продукту чи про те, що відбувається за лаштунками. Але це чудовий приклад того, як суспільство виграє від такої співпраці університетів і уряду»
Хоча погода є основною причиною затримок через надмірний попит на відповідні ресурси, обсяг, спричинений надмірним попитом навіть за необмежених можливостей ресурсів, також становить 19% затримок. Відмови обладнання становлять 1%, недоступність злітно-посадкової смуги — 6%, а «інші» фактори — решта 5% затримок. Ці статистичні дані про затримки охоплюють авіаперевізників, авіатаксі, загальну авіацію та військові класи літаків.
Тип погоди, що спричиняє затримку повітряного руху, змінюється протягом року, а також залежить від географічного регіону країни. Пік погодних затримок і загальних затримок припадає на травень, червень і липень (погодні затримки коливаються від майже 6700 до понад 7800, загальні затримки — від 9000 до 9500), але погодні затримки також значні у березні, квітні, жовтні, листопаді та грудні (від 3500 до 5400).
NextGen Weather (програма Федерального авіаційного управління) надає авіаційні метеорологічні продукти, які підтримують тактичне та стратегічне управління повітряним рухом під час погодних явищ, допомагаючи мінімізувати затримки пасажирів, а також підвищувати безпеку польотів.
Менеджери транспортних потоків можуть вживати різних заходів, наприклад локально перенаправляти трафік залежно від погодних умов, направляти трафік у польоті на маршрут прибуття без негоди, коли він перебуває поблизу аеропорту призначення, та затримувати прибуття, поміщаючи їх у holding-патерни очікування доти, доки погода не прояснится.
