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Genaue Frostvorhersage mit KI

12.11.2021

Wissenschaftler der Meiji-Universität in Kawasaki, Japan, haben Ursache und Wirkung untersucht, die unweigerlich zu Einfrierungen führen, wenn Sensordaten von Algorithmen analysiert werden können. Dies verbessert die Genauigkeit der Prognose.

In der neuen Arbeit stellten die Wissenschaftler Methoden zur Computersimulation der Reifbildung vor. Zu diesen Methoden gehören kausale und assoziative Modelle. Sie schlagen auch die Grundlage für ein Hybridsystem vor, das innerhalb von Stunden eine kurzfristige Frostvorhersage liefern kann, und zeigen, wie es für längerfristige Vorhersagen, beispielsweise für die nächsten Tage, verwendet werden kann.

Es gibt zwei Arten von Frost. Es gibt gefrorenen Tau (Wasserfrost). Dies tritt auf, wenn Wasserdampf aus der Atmosphäre als Feuchtigkeitströpfchen auf Oberflächen wie Pflanzen kondensiert, wenn die Temperatur unter den Taupunkt, aber über den Gefrierpunkt von Wasser fällt. Allerdings sinkt dann die Oberflächentemperatur unter den Gefrierpunkt, wodurch sich der Tau verfestigt.

Die zweite Art von Raureif ist der Sedimentraureif (Weißraureif), der sich bildet, wenn die Oberflächentemperatur zunächst unter dem Gefrierpunkt liegt und so statt an der Oberfläche zu kondensieren und anschließend zu gefrieren, Wasser aus der Atmosphäre an der Oberfläche fest wird.

Die Lufttemperatur ist normalerweise das Hauptkriterium für die Vorhersage von Frost. Aber die räumliche Auflösung der erzielbaren Daten ist nicht immer genau. Außerdem ist die Temperatur nicht der einzige Faktor, der Einfluss darauf hat, ob sich Frost bildet oder nicht. Auch andere Parameter wie Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und -richtung, Bewölkung wirken sich aus. Ob es zu einem Einfrieren kommt oder nicht, kann letztendlich als eine Kombination von Faktoren angesehen werden. Tools für maschinelles Lernen sind in der Lage, große Datenmengen zu verarbeiten, und könnten mithilfe eines Algorithmus, der eine wahrscheinliche Antwort auf eine bestimmte Frage findet, eine zeitnahere Prognose bieten.

Das neue Computermodell kann eine Frostvorhersage von ein bis drei Stunden pro Minute anbieten, um jeden zu warnen, der eine Frostvorwarnung benötigt.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Recycling von Einwegmasken zu Kraftstoff 08.08.2020

Die mit der Coronavirus-Pandemie verbundenen Quarantänemaßnahmen haben der Welt gezeigt, wie sehr ein Mensch die Umwelt belastet. Neben positiven Veränderungen, Lärmreduzierung, Wasser- und Luftreinigung ist unser Planet jedoch auch mit negativen Folgen konfrontiert. Nämlich mit einer riesigen Menge an Verschwendung von persönlicher Schutzausrüstung (PSA). Jetzt sagen Wissenschaftler der University of Petroleum and Energy Research in Indien, dass Kunststoff aus PSA in einen erneuerbaren Kraftstoff umgewandelt werden kann.
Wissenschaftler schlagen vor, Einwegmasken in Kraftstoff zu recyceln

Die Experten schlugen eine Strategie vor, die dazu beitragen könnte, das Problem der weggeworfenen PSA zu entschärfen. Derzeit hat die Zahl der Einwegmasken dramatisch zugenommen, und Wissenschaftler sagen, dass dies zu einer erheblichen Bedrohung für die Umwelt wird.

Milliarden PSA aus Polypropylen können in Biokraftstoffe umgewandelt werden. Die Hauptautorin Dr. Sapna Jain erklärt, dass die Umwandlung dieser Art von Abfall in Pyrolyseöl (eine Art synthetischer Kraftstoff) „nicht nur schwerwiegende Umweltfolgen verhindern, sondern auch eine neue Energiequelle schaffen wird“.

Das Hauptproblem bei PSA ist ihr Material – Polypropylen. Seine Entsorgung ist äußerst schwierig und erfordert chemische und physikalische Methoden. Gelangen die Masken einmal auf eine Deponie oder ins Meer, bleiben sie dort Jahrzehnte, da ihr natürlicher Abbau sehr lange dauert.

Daher kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass der beste Weg zum Recycling darin besteht, das Material zu etwas anderem zu recyceln. Mit Hilfe der Pyrolyse (einem Verfahren zur thermischen Zersetzung organischer und anorganischer Verbindungen) könne Polypropylen zu Treibstoff verarbeitet werden, sagen die Forscher. Dieses Verfahren ist im Vergleich zur Verbrennung und Deponierung eine der vielversprechendsten und nachhaltigsten Methoden der Abfallverwertung.

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