Nieuwe studie van de Universiteit van Tel Aviv: Smartphones kunnen ons waarschuwen voor bosbranden en extreme weersomstandigheden

Foto media Ynet

Een nieuw onderzoek van de Universiteit van Tel Aviv heeft aangetoond dat de smartphones die we allemaal in onze zakken hebben, kunnen helpen bij het verzamelen van weersgegevens van het publiek om vroegtijdig te waarschuwen voor extreem weer, zoals bosbranden.

De onderzoekers leggen uit dat alle smartphones zijn uitgerust met meerdere microsensoren die belangrijke omgevingsgegevens kunnen verzamelen, zoals temperatuur, luchtdruk, vochtigheid, magnetisch veld, licht, geluid, locatie, versnelling, zwaartekracht en meer. Deze gegevens helpen ons onze weg te vinden of onze locatie te bepalen, ze waarschuwen ons wanneer de batterij oververhit raakt of het apparaat vocht opneemt - allemaal in realtime, zonder de gegevens op te slaan. De onderzoekers hebben aangetoond dat slim gebruik van dergelijke gegevens vroege waarschuwingen voor ernstige bosbranden kan ondersteunen, vooral omdat er elke dag wereldwijd miljoenen of zelfs miljarden datapunten worden verzameld door onze smartphones. Tegenwoordig ontbreken gegevens in systemen voor vroegtijdige waarschuwing in afgelegen bosgebieden vanwege het ontbreken van weerstations op afgelegen locaties. Het publiek neemt hun smartphones echter overal mee naartoe, waarbij elke telefoon geavanceerde microsensoren bevat die continu op de achtergrond werken, maar deze gegevens gaan normaal gesproken verloren en worden niet opgeslagen. Veel bedrijven zijn echter begonnen met het verzamelen van smartphonegegevens om deze voor verschillende doeleinden te gebruiken, met toestemming van de gebruiker. De onderzoekers geloven dat deze enorme gegevensbron (in 2024 waren er wereldwijd meer dan 7 miljard smartphones) kan helpen bij het voorspellen van extreem weer en natuurrampen.

Prof. Colin Price en PhD-student Hofit Shachaf van de afdeling Geofysica van de Porter School of the Environment and Earth Sciences aan de Universiteit van Tel Aviv gebruikten gegevens die via de WeatherSignal-app (OpenSignal) van het wereldwijde publiek werden verzameld om een ​​methodologie te ontwikkelen voor het beoordelen van het risico op bosbranden, uitsluitend op basis van smartphonegegevens die door het publiek werden verzameld. De resultaten werden onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Natural Hazards and Earth System Sciences (NHESS).

Een belangrijke parameter die de waarschijnlijkheid van een bosbrand bepaalt, is het vochtgehalte in de vegetatie (in wezen de brandstof die beschikbaar is voor de brand), wat op zijn beurt wordt bepaald door de temperatuur en relatieve vochtigheid van de omringende lucht. Zowel de temperatuur als de relatieve vochtigheid kunnen eenvoudig worden verkregen via de smartphones van het publiek.

Hofit Shachaf legt uit: "We hebben een index ontwikkeld op basis van VPD (dampdruktekort), die de droogte van de vegetatie weerspiegelt op basis van omgevingsparameters (temperatuur en vochtigheid). In warme en droge atmosferische omstandigheden wordt er meer vocht uit de planten getrokken, vanwege de verbeterde verdamping en transpiratie (evapotranspiratie), wat in wezen het ontstaan ​​van branden vergemakkelijkt. In koelere, vochtigere lucht vatten bossen meestal geen vlam omdat hun vochtigheidsniveau te hoog is. Eerdere studies hebben VPD ook gebruikt om het risico op bosbranden te voorspellen, hoewel de gegevens voor deze berekeningen meestal afkomstig zijn van lokale weerstations. De nieuwigheid van onze studie is het gebruik van gegevens die zijn verzameld van smartphones, zonder actieve deelname van de gebruikers, om VPD te berekenen over grote gebieden en met hoge ruimtelijke en temporele resoluties - wat belangrijke inzichten biedt in de evaluatie van bosbrandrisico's."

Smartphonegegevens bevatten echter fouten. De temperatuurmeting kan de airconditioning in uw kantoor weerspiegelen, terwijl de vochtigheidssensor vocht kan identificeren wanneer de gebruiker doucht. Maar de enorme hoeveelheid gegevens die is verzameld van smartphones stelt ons in staat om uitschieters in de dataset te verwijderen. Bovendien, omdat de microsensoren niet worden gekalibreerd voordat ze in onze telefoons worden geplaatst, was het noodzakelijk om eerst de lokale smartphonegegevens te kalibreren tegen commerciële meteorologische stations. Deze procedure bleek relatief eenvoudig te zijn, met slechts één kalibratie die nodig was om de metingen van een smartphone te corrigeren. Na het kalibreren of "trainen" van het apparaat, analyseerden de onderzoekers twee grote bosbrandgebeurtenissen: branden in Israël in november 2016 en de enorme brand in Portugal in juli 2013. De resultaten waren verrassend, met smartphonegegevens die van het publiek werden verzameld en die aanzienlijke VPD-afwijkingen lieten zien voor en tijdens deze grote branden.

Hofit Shachaf voegt toe: “Het is verrassend, maar ook al heeft elke smartphone zijn eigen fouten en vooroordelen, met grote hoeveelheden data van veel smartphones kunnen we de fouten gemiddeld nemen en toch nuttige gegevens behouden. De grote hoeveelheid gegevens helpt problemen te overwinnen die verband houden met individuele smartphones.”

De wereldwijde dekking van smartphones is de afgelopen vijf jaar met ongeveer 30% toegenomen. Naarmate hun wereldwijde dichtheid blijft groeien, kunnen gegevens die door smartphones worden verzameld uiteindelijk een betere ruimtelijke resolutie bieden dan traditionele meteorologische netwerken - vooral in stedelijke gebieden waar natuurrampen zoals branden en overstromingen een aanzienlijke impact kunnen hebben. Bovendien kunnen smartphones in landen met een laag inkomen zonder meteorologische infrastructuur nuttige gegevens leveren voor het monitoren van extreme weersomstandigheden. Prof. Price concludeert: “Gezien de snelle toename van het aantal smartphones wereldwijd, stellen we voor om deze gegevensbron te gebruiken om het publiek en rampenbeheerders betere vroege waarschuwingen te geven over dreigende natuurrampen. Betere vroege waarschuwingen kunnen voorkomen dat natuurrampen natuurrampen worden.”