Vấn đề 58: Dự báo

Ngày 12 tháng 1 năm 2023

Trong số tuần này: Dữ liệu vệ tinh giúp dự báo các sự kiện trong tương lai; biển nhựa bao phủ nông nghiệp; trầm tích xoáy quanh núi lửa; và Flock 4y chia sẻ những hình ảnh ánh sáng đầu tiên.

Đây là một vấn đề được lưu trữ. Đăng ký tại đây để nhận bản tin Planet Snapshots vào sáng thứ Năm hàng tuần.

Câu chuyện nổi bật: Dự báo

Bạn có thể khá chắc chắn rằng mặt trời sẽ mọc vào ngày mai—ít nhất là trong vài tỷ năm tới. Nhưng việc dự đoán tương lai trở nên khó khăn hơn theo cấp số nhân (và thường là hoàn toàn không thể) khi một hệ thống hoặc tập hợp các điều kiện trở nên phức tạp hơn. Từ những nhà tiên tri xa xưa cho đến những nhà môi giới chứng khoán ngày nay, khả năng thấu thị được coi là chén thánh của bất kỳ ngành nào. Nhưng bất cứ ai tuyên bố biết tương lai sẽ ra sao hoặc là quá liều lĩnh hoặc là một người bạn cũ bị mắc kẹt trong một kế hoạch kim tự tháp.

Điều đó không có nghĩa là tương lai hoàn toàn mờ mịt. Có một số mô hình nằm bên dưới cấu trúc của thế giới chúng ta. Và công nghệ tiến bộ nhanh chóng có thể giúp tiết lộ những chủ đề hợp lý này, biến công việc linh cảm nổi tiếng phức tạp thành các bản đồ xác suất (hơi khó hiểu hơn) về các kết quả tiềm năng trong tương lai. Vệ tinh góp phần vào quá trình chuyển đổi này bằng cách cung cấp dữ liệu toàn cầu, nhất quán và kịp thời có thể cung cấp thông tin dự báo — từ thời tiết đến đại dịch.

Vì vậy, đây là một số cách mà dữ liệu vệ tinh — thường được ghép nối với các bộ dữ liệu khác — có thể phát hiện trước các mẫu và mô hình hóa các sự kiện có thể xảy ra trong tương lai.

Hãy bắt đầu với một ví dụ tương đối dễ dàng. Giống như một nhân vật hoạt hình tức giận bốc hơi từ tai, núi lửa thường giải phóng khí trước khi phun trào. Các vệ tinh thường phát hiện quá trình thông hơi và các chỉ số khác — như sự phát triển và sụp đổ của vòm dung nham — trong giai đoạn đầu của quá trình và có thể cảnh báo cho các cơ quan chức năng. Phối cảnh vệ tinh không bị cản trở đặc biệt hữu ích đối với những ngọn núi lửa khó tiếp cận và khó nhìn thấy như núi lửa Sabancaya ở độ cao lớn ở dãy núi Andes của Peru.

Một phương châm có thể xảy ra đối với những kẻ khai thác gỗ bất hợp pháp là “bạn không thể xác định rõ những gì bạn không thể đạt được”. Điều này đặc biệt đúng đối với các khu vực rừng rậm như Congo hay Amazon. Đường cung cấp quyền truy cập cho những người khai thác gỗ nhưng cũng cung cấp manh mối cho các nhà nghiên cứu tìm kiếm hoạt động bất hợp pháp . “ Mô hình xương cá ” xuất hiện khi các đoạn rừng bị chặt phá dọc theo một con đường và nếu được phát hiện sớm, có thể cho thấy có hoạt động khai thác gỗ.

Dự đoán vị trí, thời gian và mức độ nghiêm trọng của các sự kiện thời tiết thảm khốc là rất khó và càng trở nên trầm trọng hơn bởi sự không chắc chắn của khí hậu đang thay đổi. Nhưng việc xác định trước các khu vực có nguy cơ sẽ dễ dàng hơn. Các chuyên gia có thể sử dụng dữ liệu vệ tinh để tạo bản đồ rủi ro lũ lụt — như bản đồ được hiển thị ở đây về Bangui ở Cộng hòa Trung Phi — để lập mô hình nơi cơ sở hạ tầng có thể dễ bị lũ lụt trong tương lai. Một nghiên cứu năm 2019 cho thấy những tòa nhà được phát hiện nằm trong khu vực có nguy cơ lũ lụt cao, có màu xanh lam nhạt.

Mô hình hóa các khu vực có nguy cơ cũng mở rộng đến hành vi cháy rừng. Mặc dù vốn ngang bướng, nhưng lửa cần nhiên liệu. Lập bản đồ nhiên liệu và bức tranh về nguy cơ cháy rừng được hình thành. Các nhà nghiên cứu tại Salo Science kết hợp dữ liệu nhiên liệu thu được từ hình ảnh vệ tinh với dữ liệu thời tiết hàng giờ để xác định các mối nguy hiểm và giúp cộng đồng quản lý các khu vực dễ bị tổn thương. Bản đồ này cho thấy hình ảnh vệ tinh thô (trái) che giấu sự thay đổi của nhiên liệu thực vật (phải) trên các cảnh quan như thế nào, với màu đỏ đậm hơn biểu thị lượng nhiên liệu cao hơn.

Các mô hình dự báo ăn dữ liệu như bò ăn cỏ. Càng nhiều dữ liệu, xác suất đầu ra càng cao. Ngành nông nghiệp là một trong những hệ thống lớn nhất và phức tạp nhất trên Trái đất. Đầu vào của nó bị ảnh hưởng bởi vô số yếu tố và đầu ra của nó ảnh hưởng đến thị trường và sinh kế toàn cầu. Việc mô hình hóa toàn bộ hệ thống là không thể, nhưng có thể đưa ra các dự đoán thống kê về sản lượng ở một số khu vực . Các phép đo do vệ tinh thu thập — như hàm lượng nước trong đất, nhiệt độ trên đất liền và mật độ thực vật — có thể cung cấp thông tin chi tiết về năng suất tổng thể.

Trong xung đột quốc tế, trí thông minh của một quốc gia là một tài sản quan trọng. Và dự đoán động thái tiếp theo của đối thủ là thông tin được thèm muốn. Sự trỗi dậy của trí thông minh nguồn mở đã thay đổi cách các cuộc xung đột diễn ra trong thế kỷ 21. Tầm nhìn rõ hơn về hành động của một quốc gia khác có thể tiết lộ ý định — như sự hiện diện của quân đội gần biên giới trước khi xâm lược.

Dữ liệu vệ tinh có thể giúp đo lường mức độ lây lan của bệnh thông qua các chỉ số ủy quyền : một cách gián tiếp đo lường sự bùng phát thông qua các tác động liên quan. Ví dụ, các bệnh bắt nguồn từ động vật có nhiều khả năng lây sang người hơn khi các quần thể tiếp xúc gần nhau, thường là khi con người đang thay đổi cảnh quan — một sự thay đổi dễ dàng nhìn thấy qua vệ tinh. Và sau đại dịch, dữ liệu vệ tinh có thể theo dõi chuyển động của hàng hóa qua các cảng như một thước đo sức sống kinh tế, dự đoán tốc độ phục hồi của một khu vực.

Rất nhiều câu chuyện chúng tôi chia sẻ tại Ảnh chụp nhanh là phản ứng - phản hồi lại điều gì đó trong quá khứ. Nhưng chúng tôi thấy thú vị khi khám phá tất cả các cách mà cùng một dữ liệu có thể được sử dụng để dự đoán. Không có mô hình nào của một hệ thống sẽ dự đoán chính xác kết quả của nó (ít nhất là bây giờ). Tuy nhiên, dự báo dựa trên dữ liệu có thể giúp thu hẹp phạm vi các khả năng trong tương lai và làm nổi bật các kết quả có thể xảy ra. Nó không hoàn toàn hiệu quả bằng việc cân nhắc một quả cầu pha lê, nhưng nó tốt hơn nhiều so với việc lắc một Quả bóng ma thuật 8.

nhựa vĩ mô

Mặc dù không phải là một dự báo thực tế, nhưng một phần nhỏ của bờ biển phía nam Tây Ban Nha có thể gợi ý về tương lai của ngành nông nghiệp. Chào mừng đến với Almería, hay còn gọi là “ Biển nhựa ”. Tại đây, thực phẩm được đóng gói sẵn trong các nhà kính bằng nhựa có diện tích ước tính khoảng 40.000 ha (150 dặm vuông) và đóng vai trò là nguồn cung cấp sản phẩm trái mùa quan trọng. Hóa ra, nhựa đang ngày càng xuất hiện nhiều hơn không chỉ trong thực phẩm của chúng ta mà còn bao quanh nó, cho dù là trong nhà kính hay bao bì.

Nhà kính giữ nhiệt — đó là lý do tại sao chúng tôi gọi quá trình làm Trái đất nóng lên là “ Hiệu ứng nhà kính .” Vì vậy, thật trớ trêu, mật độ nhà kính tập trung nhiều nhất trên Trái đất lại rộng lớn đến mức nó thực sự làm mát khu vực địa phương bằng cách phản chiếu ánh sáng mặt trời.

Có gì trên thế giới: Vòng xoáy trầm tích

Điều duy nhất chúng tôi thích hơn những hòn đảo núi lửa mát mẻ giữa đại dương là những hòn đảo có hình xoắn ốc xung quanh chúng. Dòng nước đổi màu cuộn xoáy đầy mê hoặc xung quanh Nishinoshima , một hòn đảo núi lửa của Nhật Bản cách Tokyo khoảng 1.000 km (621 dặm) về phía nam.

Xem lại hàng tuần

Tuần trước , chúng tôi đã thực hiện một đoạn ngắn về hậu trường của lần ra mắt đầu tiên trong năm — một sự kiện tươi sáng, ồn ào và đáng kinh ngạc. Chúng tôi có 36 vệ tinh trên tàu và bầy vừa chia sẻ những hình ảnh ánh sáng đầu tiên của nó. Vì vậy, đây là hai trong số họ. Và hãy xem toàn bộ kho lưu trữ Ảnh chụp nhanh nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về những gì những cường quốc nhỏ bé này có thể làm.

Tất cả hình ảnh Ⓒ 2022 Planet Labs PBC

Biên tập: Ryder Kimball | Hình ảnh: Robert Simmon, Max Borrmann, Julian Peschel và Ryder Kimball