Windflow, misurare il vento con gli aerei

Le previsioni del tempo negli Stati Uniti sono ottenute elaborando i dati raccolti dai palloni meteorologici lanciati due volte al giorno dalla NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Le informazioni su velocità e direzione del vento sono molto utili per i piloti di aerei, ma spesso si sono rivelate non esatte. I ricercatori di Microsoft Research hanno creato un modello più affidabile, sfruttando i dati dei voli pubblicamente disponibili dalla FAA (Federal Aviation Administration), senza utilizzare nuovi sensori e altri strumenti di misura. Il nome del progetto è Windflow.

Ashish Kapoor e Eric Horvitz hanno “trasformato” gli aerei in volo in una grande rete di sensori per determinare le condizioni atmosferiche. La FAA fornisce diverse informazioni per tutti i voli commerciali, come velocità di crociera, velocità relativa alla terra, altitudine, latitudine, longitudine, distanza e rotta. Dato che l’intensità del vento modifica i piani di volo e la velocità rilevata da terra, i ricercatori hanno implementato un modello matematico che sfrutta questi dati per stimare le condizioni del vento.

Se il vento è assente, la velocità al suolo è uguale alla velocità in aria. Conoscendo anche la destinazione dell’aereo è possibile calcolare direzione e velocità del vento. Purtroppo, la FAA non comunica la destinazione, quindi i ricercatori hanno pensato di sfruttare una proprietà del vento, denominata regolarità spaziale. Gli aerei nelle vicinanze incontreranno probabilmente un vento simile, per cui il dato sulla velocità può essere ottenuto applicando un modello probabilistico.

Per verificare l’accuratezza di Windflow, Kapoor e Horvitz hanno lanciato un pallone riempito di elio, equipaggiato con GPS, barometro e termometro. Prima del lancio hanno stimato il punto di arrivo del pallone, usando sia il loro modello che quello della NOAA (Winds Aloft). Il risultato è stato sorprendente. Con il primo l’errore era solo di 11,6 miglia, mentre con il secondo addirittura di 56,2 miglia. Il modello predittivo è disponibile su Windows Azure, dove è possibile effettuare il confronto tra i due modelli. Il grafico viene aggiornato ogni tre ore e sfrutta i dati di 100 aerei (la FAA chiede una somma di denaro per ogni aereo).

Kapoor è un pilota non professionista e ha verificato in prima persona la maggiore precisione del suo modello nel prevedere velocità e direzione del vento. Windflow potrebbe essere usato per determinare la rotta ideale che riduce la durata del volo e il consumo di carburante.