赞比亚天才用理论物理革新天气预报,结果让人惊叹!

18岁的普罗斯珀·昌达从不畏惧挑战大问题。3岁时,他就一头扎进代数的世界;到了青春期,他又将目光转向高深物理学。当同龄人大多还在为少年烦恼所困时,昌达正等待一篇研究论文的发表,该论文试图调和经典物理与量子物理的框架。
昌达来自赞比亚北方省的卡萨马,他正将理论物理的概念框架应用于准确天气预报这一实际问题。该模型基于他所谓的“普罗斯珀统一位置方程”(PUPE)。
凭借这一创举,他与非洲其他四支团队一同入围今年的“地球奖”最终候选名单。该奖项表彰13至19岁青少年为紧迫环境挑战提供的创新解决方案。
昌达注意到,在全球变暖影响日益严峻的背景下,赞比亚因缺乏精准天气预报而面临的挑战日益加剧。
“社区对天气事件和气候系统了解不足,”昌达通过语音留言告诉Mongabay,“由于信息错误,加上消息传递不及时,这些事情往往会影响民众和社区。”
目前,大多数天气模型都是基于欧洲和美国等监测基础设施完善的地区数据构建并校准的,这使得它们在撒哈拉以南非洲等数据覆盖有限的地区可靠性较低。
昌达的想法是,将他已有的理论改造成一个能够展示天气系统随时间演变的天气预报模型——一个更适用于本地预报的模型。
该模型从卫星观测和地面测量等现有来源获取初始条件(如风速),并将其作为他方程的输入参数。
随后,PUPE模型会生成一个单一、确定性的路径,用于预测大气系统(包括风和风暴轨迹)的演变,而非像传统模型那样提供一系列概率性结果。
据昌达介绍,PUPE旨在模拟并估算洪水、风暴等事件的时间、地点、空间范围和强度,帮助社区和政府更早准备、更有效应对。
然而,由于模型的准确性取决于输入数据,昌达坦言:“如果输入方程式的现有初始条件和测量数据存在误差或不确定性,我们肯定也会得到一些误差结果。”
他还补充说,自己无意重新发明一个预测模型,而是希望补充现有系统的不足。
负责地球基金会(总部位于瑞士的“地球奖”颁发机构)通讯事务的夏洛特·塔克告诉Mongabay,昌达的PUPE项目被评价为“一种高度创新的气候建模方法,运用新颖的物理学框架来提高极端天气事件预测的准确性。”
她形容昌达“自学成才、动力十足,且在没有此类研究通常所需的基础设施或支持条件下开展工作”,并表示他正在开发的项目因其真实的本地需求而具有现实意义。
一组开发出低成本汽车尾气过滤器的肯尼亚学生团队已从非洲地区入选地球奖最终轮次。该奖项全球版的公众投票将于5月18日开始,5月27日结束。
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