Que ce soit dans les systèmes d’alerte précoce contre les inondations ou dans l’agriculture, les mesures des précipitations sont d’une grande significance. Cependant, il y a un manque de données précises pour de nombreuses régions du monde en raison du fait que des mesures complètes ont jusqu’à présent été trop coûteuses. Cela pourrait changer avec une nouvelle méthode qui vient de passer son exam pratique. Des chercheurs du Package (Institut de technologie de Karlsruhe) et de l’Université d’Augsbourg ont réussi à utiliser le réseau de liaison micro-ondes (CML) industrial exploité par les fournisseurs de réseau mobile pour les mesures de précipitations dans toute l’Allemagne. Cette nouvelle technologie est désormais prévue pour être utilisée en Afrique de l’Ouest. L’équipe a publié ses résultats dans les revues scientifiques Hydrology and Earth Technique Sciences and Atmospheric Measurement Approaches.



La pluie peut altérer considérablement les performances d’un réseau cellular. Mais un phénomène qui peut causer des maux de tête aux entreprises de télécommunications est un coup de opportunity pour la recherche météorologique: « Nous avons développé une méthode complètement nouvelle de mesure de la pluie à partir de cette interaction entre les événements météorologiques et la technologie humaine », explique le professeur Harald Kunstmann de l’Institut de météorologie. et Recherche sur le climat – Recherche sur l’environnement atmosphérique (IMK-IFU), le soi-disant Campus Alpin du Package. « Si un réseau de liaison micro-ondes (CML) industrial est en place, nous n’avons pas besoin d’une nouvelle infrastructure ni de staff au sol supplémentaire. » En collaboration avec des scientifiques de l’Université d’Augsbourg, son équipe Package a maintenant réussi à effectuer la première mesure des précipitations dans toute l’Allemagne avec la nouvelle méthode: ils ont pu dériver des cartes des précipitations avec une haute résolution temporelle basée sur l’atténuation des CML entre plusieurs milliers de mâts de téléphonie cellular causés par les précipitations. « Une comparaison avec les mesures du services météorologique allemand montre que nous avons atteint un degré élevé de corrélation », explique Maximilian Graf, membre de l’équipe de recherche.

Précision améliorée grâce à l’intelligence artificielle (IA)



Les précipitations ont pu être déterminées grâce aux antennes CML installées dans les mâts de téléphonie mobile pour la transmission du sign sur de longues distances. « On utilise ici une fréquence de 15 à 40 gigahertz. Sa longueur d’onde correspond à la taille typique des gouttes de pluie », explique le Dr Christian Chwala qui coordonne ce travail de recherche à l’Université d’Augsbourg. « L’augmentation des précipitations affaiblit le sign que les mâts radio utilisent pour échanger des informations. Sur un an, nous avons mesuré l’atténuation actuelle obtenue à partir de 4000 CML avec une résolution temporelle de 1 moment. L’ensemble de données résultant est special par sa résolution et sa taille énorme. »

Outre les méthodes classiques d’analyse des données, les chercheurs ont utilisé l’intelligence artificielle (IA) pour filtrer le sign de pluie à partir des résultats de mesure bruyants. « D’autres facteurs, tels que le vent ou le soleil, peuvent également provoquer une légère atténuation du signal. Avec l’aide de notre IA, nous avons pu identifier l’atténuation du sign thanks aux précipitations », explique Julius Polz, un autre scientifique de le groupe de recherche. « Nous avons maintenant formé notre IA de telle manière que nous n’avons moreover besoin de calibrer le système en utilisant les méthodes traditionnelles de mesure de la pluie. » Ainsi, il convient à une software dans des régions sans mesures de précipitations significatives qui pourraient être envisagées pour la development en IA, comme l’Afrique de l’Ouest.

Utilisation prévue en Afrique de l’Ouest

Pour l’Allemagne, cependant, la méthode fonctionne principalement au printemps, en été et à l’automne. « C’est parce que le verglas et la pluie verglaçante provoquent une atténuation in addition élevée que les précipitations liquides et que la neige ne peut pas du tout être mesurée avec le réseau CML », explique Harald Kunstmann. Plusieurs projets sont actuellement en cours dans lesquels les chercheurs mesureront les précipitations à l’aide de CML, avec un accent particulier sur l’Allemagne, en coopération avec le company météorologique allemand et l’Office de l’environnement de l’état de Saxe. Au cours de l’été, d’autres projets démarreront en République tchèque et au Burkina Faso, où une collecte nationale de données sur la LMC doit être établie pour la première fois en Afrique.