התראה לנייד על שריפה ועל ברד

אם נגיד לכם שהטלפונים הסלולריים החכמים שנמצאים ברשות כל אחד מאתנו יוכלו להתריע על תנאי מזג אוויר קיצוניים שבעקבותם עלולות לפרוץ שריפות, ואף למנוע את התפתחותן על ידי איסוף נתוני מזג אוויר (מהציבור), תשאלו אם מדובר במתיחה של 1 באפריל או בסדט מדע בדיוני חדש?

פרופ' קולין פרייס ותלמידת הדוקטורט חופית שחף מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר ללימודי סביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, השתמשו בנתונים שנאספו מהציבור דרך אפליקציית מזג האוויר (Weather Signal Opensignal), על מנת לפתח מתודולוגיה להערכת הסיכון לשריפות יער, שמבוססת אך ורק על נתוני טלפונים סלולריים חכמים שנאספו מהציבור. תוצאות המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת Natural Hazards Earth System Sciences.

מה חשים החיישנים?

אחד הפרמטרים המרכזיים שקובעים את הסבירות לשריפת יער הוא כמות הלחות בצמחייה (שהיא בעצם הדלק לשריפה), וזו נקבעת על ידי טמפרטורת האוויר והלחות היחסית של האוויר סביב הצמחייה. שני פרמטרים אלו זמינים בקלות מטלפונים סלולריים חכמים שנמצאים בידי הציבור. לדברי צוות המחקר, כל טלפון חכם מכיל כיום מגוון חיישנים מתקדמים שמסוגלים לאסוף נתוני סביבה חיוניים, כמו טמפרטורה, לחץ ברומטרי, לחות, שדה מגנטי, תאוצה, כבידה, אור, קול, מיקום ועוד. "נתונים אלה משמשים אותנו במגוון דרכים: הם מסייעים בניווט, בקביעת המיקום, בהתראות על התחממות הסוללה או חדירת לחות למכשיר, וכל זאת באופן מיידי וללא שמירת המידע", מסביר פרופ' פרייס.

המחקר הנוכחי, שרואה אור כשש שנים לאחר המחקר הראשוני בנושא, מראה כי ניצול מושכל של נתוני החיישנים יכול לתרום למערכות התרעה מוקדמת לאירועים כמו שריפות יער. הדבר מתאפשר הודות למיליוני נתונים שנאספים ממכשירים במדינות שונות. באזורים מיוערים ומרוחקים, שבהם יש מחסור בתחנות מדידה, מערכות התרעה כאלה יכולות להסתמך על נתוני החיישנים שבטלפונים הניידים, הנמצאים בכיסי הציבור ופועלים ברציפות ברקע. נתונים אלו כבר נאספים כיום על ידי חברות רבות, באישור המשתמשים, לצרכים מגוונים. לפי החוקרים, מאגר הנתונים העצום הזה שמגיע מיותר מ-7 מיליארד טלפונים חכמים בעולם (נכון ל-2024),  טומן בחובו פוטנציאל משמעותי לשיפור יכולות חיזוי של מזג אוויר קיצוני ולפיתוח פתרונות חדשניים בתחום.

"למרות שלכל סלולרי יש שגיאות והטיות משלו, באמצעות כמויות גדולות של נתונים ממספר רב של טלפונים סלולריים חכמים אנו יכולים למצע את השגיאות ועדיין להישאר עם נתונים שימושיים"

חופית שחף מסבירה: "פיתחנו מדד שמתבסס על VPD (vapor pressure deficit), או גרעון לחץ אדים, שמשקף למעשה את הקשר בין הסביבה (טמפרטורה ולחות), לבין היובש בצמחים. כשאוויר קריר ולח יותר, שריפות אינן יכולות להתלקח, אך ככל שהתנאים האטמוספריים הופכים חמים ויבשים יותר, הסביבה מושכת יותר לחות מהצמחים, מה שמקל על הצתת שריפות. החידוש במחקר שלנו הוא השימוש בנתונים שנאספו ממשתמשי טלפונים סלולריים חכמים, ללא השתתפות פעילה שלהם, לחישוב VPD על פני שטחים נרחבים, ומספק תובנות חשובות להערכת הסיכון לשריפות".

כדי לצנן את ההתלהבות, צוות המחקר מבקש להזכיר שלנתוני הטלפונים סלולריים חכמים יש לפעמים גם שגיאות. "ייתכן שהטמפרטורה תשקף את המזגן במשרד, בעוד שחיישני הלחות עשויים לזהות את הלחות באמבטיה במהלך מקלחת, לכן היה צורך לכייל תחילה את נתוני הסלולריים באמצעות תחנות מטאורולוגיות מסחריות", מסבירה חופית. התברר שהכיולים היו פשוטים למדי, והיה צורך לבצע אותם רק פעם אחת כדי לתקן את קריאות הסלולריים.

לאחר כיול הנתונים או "אימונם", החוקרים התמקדו בניתוח שני מקרי מבחן משמעותיים של שריפות יער: הראשון הוא אירועי השריפות בישראל בנובמבר 2016, השני הוא שריפת הענק בפורטוגל שהתרחשה ביולי 2013. התוצאות היו מפתיעות, שכן נתוני הטלפונים סלולריים חכמים שנאספו מהציבור הראו אנומליות משמעותיות במדד VPD לפני ובמהלך השריפות הגדולות שנצפו. "מפתיע, אך למרות שלכל סלולרי יש שגיאות והטיות משלו, באמצעות כמויות גדולות של נתונים ממספר רב של טלפונים סלולריים חכמים אנו יכולים למצע את השגיאות ועדיין להישאר עם נתונים שימושיים. כמות הנתונים הגדולה מתגברת על הבעיות הקשורות לטלפונים סלולריים חכמים בודדים", אומרת חופית.

^{כמות הנתונים הגדולה מתגברת על הבעיות הקשורות לטלפונים סלולריים חכמים בודדים}

חכמת ההמונים

כיסוי הטלפונים הסלולריים החכמים העולמי גדל בכ-30% בחמש השנים האחרונות. ככל שצפיפותם העולמית תמשיך לגדול, נתונים שנאספים מסלולריים עשויים להציע בסופו של דבר רזולוציה מרחבית טובה יותר מאשר רשתות מטאורולוגיות מסורתיות. זה נכון במיוחד באזורים עירוניים שבהם אסונות טבע כמו שריפות יכולה להיות השפעה משמעותית. בנוסף, במדינות עם הכנסה נמוכה קיים מחסור בתשתיות מטאורולוגיות, וכך טלפונים סלולריים חכמים עשויים לספק נתונים שימושיים למעקב אחר תנאי מזג אוויר קיצוניים.

"בהתחשב בגידול העולמי המהיר במספר הטלפונים הסלולריים החכמים, אנו מציעים לנצל את מקור הנתונים הזה כדי לספק התרעה מוקדמת טובה יותר לציבור ולמנהלי חירום על אסונות טבע מתקרבים. התרעה מוקדמת טובה יותר יכולה למנוע מסכנות טבע להפוך לאסונות טבע", מסכם פרופ' פרייס.