Countdown to day zero – bestrijd de klimaatcrisis met AI

Klimaatverandering treft ons allen

De verandering van het klimaat zorgt wereldwijd voor een ander type weer dan we gewend waren en daarmee verandert ook de beschikbaarheid van water nu en in de toekomst. Nu al zijn er in sommige gebieden veel meer hoosbuien en op andere plaatsen ontstaat grote droogte. Ook in Nederland speelt die droogte een belangrijke rol en waterschappen hebben in de zomer steeds meer moeite om voldoende water beschikbaar te maken voor de landbouw.

Maar de grootste problemen doen zich voor in tropische en droge klimaatzones van de wereld. Zo krijgen in Afrika grote gebieden te maken met veel te weinig water. Die watercrisis kan leiden tot enorme problemen, bijvoorbeeld als er niet genoeg drinkwater is, of als oogsten verloren gaan omdat het gewas verdroogt. Het gebeurde in het voorjaar 2018 in Kaapstad, het bestuurlijk centrum van Zuid-Afrika.

Maandenlang kopten de kranten dat ‘day zero’ in aantocht was en dat er grootschalige ingrepen nodig waren in het watergebruik. De Zuid-Afrikanen hebben die noodkreet ter harte genomen en het drinkwatergebruik werd gehalveerd. Dat heeft nog maar net een totale crisis kunnen voorkomen. Stel je voor: geen drinkwater uit de kraan, voorraden uit winkels op, simpelweg niets te drinken!

De beschikbaarheid van drinkwater is zeker niet het enige probleem. De wereldvoedselproductie is in gevaar. Die wordt namelijk voor 70% gerealiseerd door kleine boeren die afhankelijk zijn van regen. Regen waarvan de patronen nu opeens veranderen, met ernstige gewasschade tot gevolg. En dat terwijl in grote delen van de wereld de bevolking sterk groeit. Als we niks doen betekent het: minder voedsel en meer monden die moeten worden gevuld.

Weermodellen geven inzicht

Het Europese weerinstituut ECMWF draait op dit moment tweemaal per dag het beste model om het weer te voorspellen, tot 15 dagen vooruit. Per gridcel van 15 x 15 km2 wordt over de gehele wereld in vele atmosferische lagen voor diverse variabelen uitgerekend wat er fysisch in de atmosfeer gebeurt en wat er gaat gebeuren. Denk daarbij aan: luchtdruk, windrichting, temperatuur, luchtvochtigheid. Met dit model worden bijvoorbeeld orkanen voorspeld, welke routes ze afleggen en waar ze aan land komen.

Het is een zeer geavanceerd model dat ware big-data oplevert en het omgaan met de output van dat model is specialistenwerk dat wordt uitgevoerd door HydroLogic en Weather
Impact. Op deze output hebben we diensten ontwikkeld die bijvoorbeeld worden gebruikt om honderdduizenden Afrikaanse boeren te helpen bij het bepalen van de juiste momenten om te zaaien, te besproeien en te oogsten. Onze klimaat- en weer-experts werken continu aan verbetering van deze dienstverlening.

De toegevoegde waarde ontstaat door het koppelen van de output van weermodellen aan andere metingen, zoals van: satellieten, radars en grondmetingen van weerbureaus; observatie van het weer door burgers en boeren; en meldingen van overlast en rampen op sociale media. Met die koppeling schalen we de output van 15 x 15 km2 terug naar puntlocaties. Met meer precieze voorspellingen van bijvoorbeeld neerslag, droogte of waterbeschikbaarheid voor de landbouw kunnen we heel gericht adviezen geven aan overheden, bedrijven, boerenorganisaties en individuen.

Waterbeheerders kunnen daarmee het beschikbare water beter verdelen en verspilling voorkomen en ook kunnen ze burgers beter waarschuwen als er een overstroming op komst is. Bedrijven kunnen met die informatie hun risico’s beter beheersen en water of droogteschade voorkomen. Kleine boeren en boerenorganisaties kunnen met de geavanceerde informatievoorziening hun landbouwproductie aanzienlijk verhogen. Meer weten over onze organisaties en de diensten die we verlenen? Kijk op: www.hydrologic.nl en www.weatherimpact.com.

Impact maken met Artificial Intelligence

Wij willen met big data-analyse en modellering impact maken bij het oplossen van klimaat problematiek en we zoeken afstudeerders die met AI daaraan willen bijdragen. De onderstaande onderzoeken worden nu door ons uitgevoerd of starten binnenkort en hierbij hebben we plaats voor afstudeerders Informatica en Wiskunde die met ons een technologische doorbraak willen creëren:
• Het weer voorspellen voor een punt op de aarde (keywords: data-analyse, machine learning, downscaling, IoT; toepassingsgebied: operationele adviezen aan boeren, klanten: boeren en boerenorganisaties).
• Klimaatverandering: de geschiktheid van een gebied voor landbouw (keywords: bigdata analyse, modellering; toepassingsgebied: risico’s voedselproductie verkleinen; klanten: investeerders, banken en verzekeraars).
• Crisis voorspellen met sociale media posts (keywords: data mining, clustering, feature abstraction, knowledge discovery, crowdsourcing; toepassingsgebied: orkaanvoorspelling, crisisbeheersing; klanten: overheden en NGO’s).