Супутники перебільшують спеку? ШІ вперше виміряв реальну температуру на вулицях міст

Міста часто називають «островами тепла», а ЗМІ попереджають, що температура в деяких районах може бути на 7°C вищою, ніж в інших.

Джерело: phys.org

Проте ці оцінки зазвичай базуються на супутникових знімках поверхні, а не на реальних температурах повітря, якими дихають люди. Цей брак точних даних заважає оцінювати ризики для здоров’я, планувати енергоспоживання та адаптувати інфраструктуру до змін клімату.

Дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, покликане виправити цю проблему. Команда науковців з Іллінойського та Колумбійського університетів створила першу високоточну базу даних міських температур, яка показує, що насправді відчувають люди та інфраструктура на вулицях.

Чому міські метеостанції «не бачать» реальну спеку

Здавалося б, у містах має бути повно екологічних датчиків, але все навпаки. За правилами Всесвітньої метеорологічної організації, стандартні метеостанції мають розташовуватися на відкритій місцевості, якомога далі від будівель. Через це більшість міських станцій встановлені в аеропортах або в передмістях — тобто там, де люди майже не бувають, а не в густонаселених кварталах.

«Так, у містах спекотно, і в одних районах сильніше, ніж в інших, — пояснює співавтор дослідження Лей Чжао. — Але різниця не настільки екстремальна, як малюють супутникові карти температур поверхні».

Температура повітря: квартал за кварталом

Щоб вирішити цю проблему, вчені розробили модель штучного інтелекту, що поєднує закони фізики атмосфери з методами машинного навчання. Ця система здатна оцінювати приземну температуру повітря з надвисокою точністю (поквартально) у понад 380 містах США.

Нова база даних (U-HAT) дозволяє детально порівняти супутникові знімки з реальною температурою повітря. Результати показали, що супутникові дані часто перебільшують тепловий стрес та різницю температур між сусідніми районами. Це пояснює, чому попередні карти та новини в медіа могли ненавмисно дезінформувати суспільство щодо реальних масштабів міської спеки.

Допомога країнам, що розвиваються

Цей ШІ-метод можна застосовувати в будь-якій точці планети, особливо на Глобальному Півдні, де бракує мереж метеостанцій, але кліматичні загрози є найвищими. Технологія дозволяє отримувати життєво важливі кліматичні дані без колосальних витрат на закупівлю та встановлення фізичних датчиків.