Usando uma técnica poderosa conhecida como "previsão em 3D, "uma equipe internacional incluindo cientistas do RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) começou a fornecer, em uma base experimental, previsões que prevêem a probabilidade de precipitação em um determinado local com dez minutos de antecedência. O grupo usará o sistema para determinar se as previsões experimentais, com base em dados que são atualizados a cada 30 segundos, pode ser usado para prevenir danos causados ​​por chuvas torrenciais. O trabalho, conduzido por uma equipe que inclui pesquisadores da AICS, bem como do Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação (NICT), Universidade Metropolitana de Tóquio, e a Universidade de Osaka, usa uma combinação de radar de matriz de fases e algoritmos de computador que fazem previsões com base nos dados dos radares.

Hoje, previsão do tempo - um termo que se refere a previsões meteorológicas de curto prazo feitas em tempo real - geralmente é feito usando antenas de radar parabólicas, o que leva de cinco a dez minutos para varrer cerca de 15 camadas de todo o céu. Tipicamente, é feito olhando para uma única camada do céu, detectando a chuva lá, e, em seguida, extrapolando a partir de condições meteorológicas em que a chuva cairá mais tarde. Contudo, embora a previsão do tempo exija muito menos poder de computação do que as simulações meteorológicas, não é capaz de prever com precisão a chuva de nuvens de tempestade em rápido desenvolvimento, onde há movimentos verticais rápidos nos padrões de chuva.

Recentemente, Contudo, um novo tipo de sistema, chamado de radar phased array, foi instalado no Campus Suita da Universidade de Osaka. O radar pode ser direcionado muito rapidamente - ele pode varrer todo o céu em dez a trinta segundos, olhando para aproximadamente 100 ângulos com um alcance de 60 quilômetros. O radar pode ser direcionado com precisão, manipulando os feixes emitidos por uma série de dispositivos, permitindo que um radar plano varra todo o céu muito rapidamente.

Em um esforço para melhorar a capacidade de previsão do radar, o grupo desenvolveu um algoritmo que pega a enorme quantidade de dados observacionais do radar, atualizado a cada 30 segundos, e faz previsões rápidas com base nos dados de chuva 3D. Isso permite que previsões extremamente frequentes e precisas sejam feitas. As previsões, que cobrem o Kansai (Osaka, Kyoto e Kobe) área do Japão, estão disponíveis online em:https://weather.riken.jp/.

O grupo também desenvolveu um modelo de previsão baseado em dados de radar phased array usando o poderoso computador K, e embora não possa ser implementado atualmente devido à necessidade de grande poder computacional, o grupo planeja continuar esse trabalho com a esperança de que possa eventualmente ser implementado em computadores futuros, permitindo previsões muito mais precisas de chuvas torrenciais. De acordo com Takemasa Miyoshi, que lidera o projeto na RIKEN AICS, "chuvas torrenciais podem ter consequências trágicas, pois podem causar inundações repentinas ou deslizamentos de terra perigosos em questão de minutos. Esperamos que, sendo capazes de prevê-los, mesmo com dez minutos de antecedência, nos ajudará a minimizar os danos que eles podem causar. Ainda existem muitos problemas para resolver, por exemplo, como disponibilizar essas informações para aqueles que precisam delas de maneira oportuna e eficaz, e planejamos continuar nosso trabalho para tornar esse sistema uma realidade. "Como parte do esforço para tornar o sistema prático, os pesquisadores estão colaborando com um designer de aplicativos que oferece aplicativos de previsão do tempo para usuários de smartphones (consulte http://www.aics.riken.jp/en/topics/170324.html). Eles também estão ansiosos para colaborar com outras instalações de radar em fase para fornecer previsões para uma área mais ampla.