Klimaat & energie › Klimaat-AI & biosfeersimulaties
Japan wil met kunstmatige regen boven zee overstromingen voorkomen
Japanse onderzoekers willen extreme regenval op het vasteland beperken door al boven zee kunstmatig zware buien op te wekken. Het project combineert klassieke wolkenzaaitechnieken met geavanceerde AI-weersvoorspelling en moet uiterlijk in 2050 operationeel zijn.
Japan kampt steeds vaker met verwoestende regenval door tyfoons en zogeheten stationaire regenbanden: langgerekte wolkenbanden die dagenlang boven dezelfde plek blijven hangen. De schade loopt in zware jaren op tot meer dan 1 biljoen yen, omgerekend zo'n 6 miljard euro. Traditionele oplossingen zoals dijken en stuwdammen hebben hun grenzen bereikt. Daarom onderzoekt een team onder leiding van professor Shunji Kotsuki van Chiba University een radicaal ander idee: de regen alvast boven de oceaan laten vallen, voordat de vochtige lucht het land bereikt.
Regen opwekken boven de oceaan
Het project heet AMAGOI en valt onder het Japanse Moonshot-programma, een overheidsinitiatief voor ambitieus technologisch onderzoek. Het idee: de meeste zware regenval in Japan ontstaat doordat grote hoeveelheden waterdamp vanaf zee het land in stromen. Door daar op tijd cumulonimbuswolken op te wekken, valt een deel van dat vocht al boven zee als regen, voordat het de kust bereikt. Volgens computersimulaties kan dat de hevigste regenval op land met 10 tot 20 procent verminderen. Vanaf 2025 test het team dit met echte proeven: vliegtuigen verspreiden droogijs boven zee, dat als kristallisatiekern dient waarop waterdamp condenseert en neerslaat. Cruciaal is dat de ingreep vroeg gebeurt, op precies berekende locaties. Is de storm eenmaal losgebarsten, dan is bijsturen volgens Kotsuki vrijwel onmogelijk. Het team werkt daarnaast aan een gigantische, driehoekige dam in zee van 600 meter breed en 300 meter hoog, die windstromen moet ombuigen om regen boven water te forceren.
AI moet weersvoorspelling drastisch verbeteren
Om te weten waar en wanneer moet worden ingegrepen, is een uiterst nauwkeurig beeld van de actuele atmosfeer nodig. Dat gebeurt via data-assimilatie: het combineren van live metingen met computermodellen tot een kloppende weergave van het weer op dit moment. Huidige numerieke weersvoorspelling gebruikt supercomputers die op basis van natuurkundige wetten 21 scenario's doorrekenen voor een ensemblevoorspelling. Kotsuki wil met AI duizend scenario's tegelijk doorrekenen en voorspellingen elke dertig minuten verversen, in plaats van elke paar uur. Een ander probleem: van alle beschikbare meteorologische data wordt nu slechts 5 tot 6 procent daadwerkelijk gebruikt in voorspellingsmodellen, simpelweg omdat verwerking van meer data te complex en tijdrovend is. AI moet dat knelpunt wegnemen. Met verklaarbare AI kunnen onderzoekers bovendien achterhalen op welke data een voorspelling precies steunt, wat het vertrouwen in AI-modellen vergroot en nieuwe wetenschappelijke inzichten oplevert.
Het project bevindt zich nog in een vroege, experimentele fase. Of kunstmatige regenopwekking op grote schaal werkt, moet uit de geplande proeven blijken. Zeker is wel dat Japan, met tientallen jaren ervaring in extreem weer, een van de weinige landen is die deze aanpak serieus test.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als het lukt om regen gericht boven zee te laten vallen, kan dit de schade van tyfoons en extreme regenval op land flink beperken, zonder dat er dure nieuwe dijken of stuwdammen nodig zijn. Tegelijk laat het project zien hoe AI de weersvoorspelling fundamenteel kan verbeteren, van tragere supercomputerberekeningen naar voorspellingen die elke dertig minuten worden bijgewerkt. Slaagt de aanpak, dan kunnen andere kustlanden met vergelijkbare moessonproblemen mogelijk profiteren van dezelfde technieken.
- AMAGOI
- De naam van het Japanse onderzoeksproject dat kunstmatige regen boven zee wil opwekken om overstromingen op land te verminderen.
- Moonshot-programma
- Een Japans overheidsprogramma dat langlopend, ambitieus technologisch onderzoek financiert met een tijdshorizon tot 2050.
- Cumulonimbuswolk
- Een grote, verticaal opgebouwde regenwolk die verantwoordelijk is voor zware buien en onweer.
- Droogijs
- Bevroren kooldioxide dat, verspreid in vochtige lucht, als kristallisatiekern kan dienen waaromheen regendruppels ontstaan.
- Wolkenzaaien
- Een techniek waarbij stoffen zoals droogijs in wolken worden gebracht om neerslag op te wekken of te versterken.
- Weermodificatie
- Het vakgebied dat zich bezighoudt met het opzettelijk beïnvloeden van weersomstandigheden, zoals het opwekken of afzwakken van neerslag.
- Lineaire regenband
- Een langgerekte band van regenwolken die vaak lange tijd boven dezelfde plek blijft hangen en daardoor extreme lokale neerslag veroorzaakt.
- Data-assimilatie
- Een methode waarbij actuele metingen worden gecombineerd met computermodellen om een zo nauwkeurig mogelijk beeld van het huidige weer te krijgen.
- Numerieke weersvoorspelling
- Het berekenen van toekomstig weer met supercomputers op basis van natuurkundige wetten en actuele waarnemingen.
- Ensemblevoorspelling
- Een voorspellingsmethode waarbij meerdere scenario's tegelijk worden doorgerekend om de betrouwbaarheid van een weersvoorspelling in te schatten.
- Verklaarbare AI (XAI)
- AI-technieken die inzichtelijk maken op basis van welke gegevens en redenaties een kunstmatige intelligentie tot een bepaalde uitkomst komt.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
