Come il cloud ci sta aiutando a comprendere e gestire meglio gli oceani
Gli oceani producono almeno il 50% dell’ossigeno del pianeta, assorbono circa il 30% dell’anidride carbonica prodotta dall’uomo, ammortizzano l‘impatto del riscaldamento globale e ospitano la maggior parte della biodiversità terrestre. Inoltre, gli oceani sono fondamentali per la nostra economia, essendo la principale fonte di proteine per oltre un miliardo di persone in tutto il mondo. Le Nazioni Unite stimano che 40 milioni di persone saranno impiegate nelle industrie oceaniche entro il 2030.
Per proteggere e preservare gli oceani, dobbiamo comprendere a fondo i suoi sistemi e i dati sono al centro di questo processo. L’Amazon Sustainability Data Initiative (ASDI) facilita l’accesso ai dati per ricercatori, aziende e responsabili politici che monitorano e gestiscono le preziose risorse dell’oceano.
Democratizzare l’accesso ai dati oceanici grazie ad AWS
Le acque del mondo sono in gran parte sconosciute, con vaste aree non ancora mappate. Solo il 46% delle acque oceaniche, costiere e dei Grandi Laghi degli Stati Uniti è stato mappato secondo gli standard moderni. Colmare queste lacune è vitale per la salute umana e marina, la navigazione sicura e per la sicurezza nazionale. Rendere le informazioni oceanografiche esistenti più accessibili agli utenti può, oltre a generare nuovi dati, migliorare il processo decisionale, la sicurezza in mare, ottimizzare le rotte e risparmiare carburante.
Attraverso la collaborazione con la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e il suo Big Data Program (BDP), ASDI mette a disposizione petabyte di dati relativi agli oceani, conservati su Amazon Web Services (AWS) per aiutare a mappare, monitorare e gestire le risorse oceaniche. La collaborazione nata grazie al programma AWS Open Data Sponsorship, ospita dati critici su AWS, copre i costi di storage e di uscita per la qualificazione dei set di dati e consente allo stesso tempo, ai fornitori di dati di mantenere il controllo completo e la proprietà dei propri dati ospitati su AWS. NOAA ha istituito il BDP per fornire l’accesso pubblico ai dati open-source di NOAA favorendo rilevabilità e usabilità.
I dati oceanici NOAA attualmente ospitati su AWS includono il Crowdsourced Bathymetry e il NOAA National Bathymetric Source Data. Questi set di dati supportano la creazione di carte nautiche di nuova generazione, sostengono l’evoluzione della scienza relativa agli oceani, soddisfano le esigenze dell’industria e si assicurano il rispetto delle normative. Un altro set di dati ospitato su AWS è il NOAA World Ocean Database (WOD), il più grande storico di profili oceanici del sottosuolo con formattazione uniforme e controllo qualità. Questo set di dati aggrega variabili oceaniche globali, tra cui temperatura, salinità, ossigeno, sostanze nutritive e molto altro. Inoltre, contribuisce allo studio e alla comprensione del cambiamento dello stato fisico e chimico dell’oceano.
NOAA BDP e ASDI includono previsioni oceaniche e informazioni che aiutano i marinai a navigare in sicurezza nelle acque locali. Il nowcast operativo (analisi delle condizioni quasi attuali) e le indicazioni previsionali, fino a 48 ore, sono disponibili su AWS e forniscono accesso a parametri come il livello, la temperatura, la salinità e le correnti dell’acqua. Ad esempio, il NOAA Global Extratropical Surge and Tide Operational Forecast System (Global ESTOFS) offre agli utenti i nowcast e le previsioni delle condizioni del livello dell’acqua per l’intero globo.
Oltre a lavorare con agenzie governative, ASDI collabora anche con il mondo accademico, organizzazioni non governative (ONG) e aziende private per rendere i dati relativi agli oceani più accessibili. Attraverso il Farallon Institute, il set di dati sulla temperatura della superficie del mare (SST) multiscala ad altissima risoluzione (MUR) è ora accessibile su AWS. Si tratta di un set di dati sulla temperatura della superficie del mare (SST) di un chilometro globale, gap-free, a griglia e giornaliero. Questo set è stato creato unendo diverse misurazioni della temperatura della superficie del mare derivate da satellite. L’SST è un indicatore che rileva la tendenza al riscaldamento ed è fondamentale per lo studio dei cambiamenti climatici.
Abilitare soluzioni migliori, più veloci ed economiche
Disporre di questi grandi set di dati su AWS permette agli scienziati di importare il loro codice, promuovere la collaborazione e la rimozione di barriere che impediscono la rapida esplorazione di nuove idee. “Questo apre la porta a nuovi utenti, creando una comunità scientifica più diversificata e inclusiva”, ha affermato la dott.ssa Chelle Gentemann, scienziata senior presso il Farallon Institute, “… e ci aiuta ad affrontare un’ulteriore sfida: il problema della riproducibilità della scienza. Quando programmi come ASDI rendono disponibili sul cloud set di dati gratuiti relativi alla sostenibilità, è più facile per i ricercatori creare analisi scientifiche basate su cloud e condividere il codice di analisi. Ciò consente a chiunque di testare la riproducibilità dei risultati scientifici, che è importante per motivi di trasparenza e consente agli scienziati di prendere nota dei risultati altrui e di far avanzare la scienza”.
Il cloud AWS garantisce migliori stime della velocità del vento degli uragani, consentendo di prendere migliori decisioni in merito all’evacuazione e alla pianificazione generale in caso di uragani, salvando vite e proprietà. Le stime della velocità del vento degli uragani sono attualmente effettuate utilizzando la tecnica manuale Dvorak. Il National Hurricane Center li rilascia ogni tre o sei ore. Gli esperti di intelligenza artificiale (AI), insieme al team IMPACT dell Marshall Space Flight Center della NASA e Development Seed hanno creato il Deep Learning Hurricane Intensity Estimator (su AWS) per automatizzare questo processo e fornire un aggiornamento delle stime della velocità del vento ogni minuto.
Anche il settore privato sta beneficiando degli open data e della tecnologia cloud per migliorare i propri servizi. Per esempio, nauricAI installa dispositivi di Internet of Things (IoT) sulle navi per tracciarne il movimento. Successivamente, queste informazioni vengono combinate con la posizione dell’imbarcazione e con i dati meteorologici (disponibili su AWS) per fornire ai clienti informazioni su come il vento e le onde influenzano la navigazione a bordo. Avere i dati meteorologici e oceanici di grandi dimensioni co-locati nel cloud migliora l’efficienza del carico di lavoro sottostante. Queste soluzioni consentono la previsione e l’ottimizzazione della navigazione e, in definitiva, aiutano ad aumentare l’efficienza del percorso, ridurre le emissioni e ridurre l’impatto ambientale.
Innovare per la protezione e la conservazione degli oceani
“Il 95% dell’oceano resta inesplorato e la mancanza di dati per queste aree è dannosa per la conservazione dell’oceano”, ha affermato Fernanda Ubatuba, presidente e direttore operativo (COO) di OCEARCH. La missione della sua organizzazione è comprendere il comportamento e la storia degli squali e utilizzare queste scoperte per analizzare della salute degli oceani. Utilizzando AWS, OCEARCH dà la possibilità a team di scienziati e di pescatori esperti di raccogliere dati critici sui movimenti degli squali e renderli disponibili al pubblico. L’ambiente collaborativo abilitato da AWS fornisce ai clienti l’accesso a dati precedentemente difficili da ottenere e aiuta a determinare la salute generale degli oceani, informare la gestione della pesca per la sostenibilità e supportare gli sforzi per la sicurezza pubblica.
Gruppi come Saildrone stanno sfruttando il cloud AWS per mappare meglio gli oceani. Saildrone costruisce e gestisce una flotta di veicoli di superficie senza pilota (USV) progettati per raccogliere dati oceanografici ed atmosferici ad alta risoluzione in zone remote. Conosciuti come droni a vela, ogni veicolo può rimanere in mare fino a 12 mesi, trasmettendo dati in tempo reale via satellite. I dati raccolti vengono utilizzati per modelli climatici e previsioni meteorologiche estreme, consapevolezza del dominio marittimo, mappe e grafici e gestione sostenibile delle risorse.
