Am 21. Juli 2023 wurde über 35.000 Menschen um 15 Uhr der Zutritt zum Outdoor-Country-Musikfestival Rock the South in Cullman, Alabama, verweigert, da in der Gegend Blitzgefahr drohte. Eine neue Blitzvorhersagetechnologie, die von Forschern des Earth System Science Center der University of Alabama in Huntsville (UAH) entwickelt wurde, wurde erstmals eingesetzt, um die Bedrohung bei dem Ereignis erfolgreich vorherzusagen.
Der UAH-Forschungswissenschaftler Dr. Andrew White hat im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung zwischen dem Space Flight Center der NASA Marshall und UAH, einem Teil des Systems der University of Alabama, das Lightning-Artificial Intelligence (AI)-Tool des NASA Short-Term Prediction Research and Transition Center entwickelt als SPoRT, das die Wahrscheinlichkeit einer Blitzgefahr bis zu 15 Minuten vor dem tatsächlichen Einschlag vorhersagen kann.
Das Produkt wurde mithilfe von Techniken des maschinellen Lernens zusammen mit der beratenden Unterstützung des UAH-Forschungskollegen Dr. Robert Junod entwickelt.
„Das maschinelle Lernmodell wurde anhand zahlreicher Daten früherer Ereignisse trainiert, um die Trends und Muster zu lernen, die zur Auslösung von Blitzen führen“, erklärt Dr. White. „Das Gelernte wendet es dann an, um Vorhersagen über zukünftige Ereignisse zu treffen.“
Die Meteorologen Huntir Cramer und Dan Dixon vom National Weather Service of Huntsville waren im mobilen Notfalleinsatzzentrum der Cullman County Emergency Management Agency in Rock the South stationiert, um bei der Veranstaltung operative Wetterunterstützung zu leisten. Sowohl Cramer als auch Dixon nutzten das Lightning-AI-Produkt von SPoRT, um die Blitzgefahr am Freitagnachmittag gezielt vorherzusagen.
„Pop-up-Konvektion im Sommer kann sehr schnell auftreten, daher ist jede Art von Vorwarnung äußerst hilfreich, insbesondere bei großen Outdoor-Veranstaltungen“, sagt Cramer.
Der Lightning Viewer von SPoRT enthält eine Reihe von Lightning-Produkten, einschließlich der Lightning-AI, die es Cramer und Dixon ermöglichte, mithilfe des Range-Ring-Tools des Viewers einen definierten Kilometerumfang um Rock the South festzulegen.
„Ein Sturm, der sich südsüdwestlich des Veranstaltungsortes entwickelte, erstarrte schließlich mit einem Sturm nördlich davon und erzeugte viele Blitze“, sagt Dixon. „Als wir sahen, dass die Blitzwahrscheinlichkeit des Produkts in der Nähe des Reichweitenrings um den Veranstaltungsort zunahm, wussten wir, dass dies ein Risiko für die Sicherheit der Öffentlichkeit darstellen würde.“
Dixon und Cramer machten die Katastrophenschutzbehörde von Cullman County schnell darauf aufmerksam, dass das Lightning-AI-Produkt von SPoRT gegen 15 Uhr eine 50-prozentige Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags in der Nähe des Veranstaltungsortes anzeigte stattdessen Fahrzeuge.
Während der Schließung des Veranstaltungsortes wurden im Umkreis von acht Kilometern um den Veranstaltungsort Rock the South Blitze beobachtet. Cramer und Dixon überwachten das Gebiet weiterhin mit der SPoRT-Technologie, bis festgestellt wurde, dass die Blitzgefahr um 18:00 Uhr deutlich abgenommen hatte, was die Veranstaltungskoordinatoren dazu veranlasste, den Veranstaltungsort um 18:30 Uhr zu öffnen
Nach Abschluss der Veranstaltung arbeitete das ETA-Team (Engagement Training and Assessment) der NASA SPoRT, bestehend aus der UAH-Forschungsmitarbeiterin Kelley Murphy und dem Meteorologen für Anwendungsintegrationen des National Weather Service, Kris White, mit Cramer und Dixon zusammen, um wertvolles Feedback zur Leistung des Produkts zu sammeln.
„Wir können das Feedback von Huntir und Dan nutzen, um das Produkt an ihre betrieblichen Anforderungen anzupassen“, bemerkt Murphy. „Wir schätzen ihren Input und möchten sicherstellen, dass Produkte wie Lightning-AI einfach zu bedienen sind und sie bei ihren Prognose- und Entscheidungsunterstützungsaufgaben unterstützen.“
Anhand des bereitgestellten Feedbacks werden Murphy und Kris White mit dem Datenproduktionsteam von SPoRT zusammenarbeiten, um festzustellen, ob Änderungen am Lightning Viewer von SPoRT vorgenommen werden müssen. Murphy und White werden außerdem zusätzliche Bewertungen mit anderen NASA-Interessenvertretern veranstalten, um mehr Einblicke zu gewinnen und das System so zu optimieren, dass es mehreren Einheiten der operativen Wettergemeinschaft zugute kommt.
Derzeit ist NASA SPoRT Lightning-AI nur in der Nähe von NASA-Zentren zur Unterstützung der NASA-Notfallmanager aktiv. Sein Nutzen hat sich jedoch außerhalb des NASA-Ökosystems ausgeweitet, um lokale Büros des Nationalen Wetterdienstes und deren Partner in Gebieten in der Nähe von NASA-Einrichtungen zu unterstützen.