দ্বন্দ্বের পূর্বাভাস দিতে আমরা দুটি ভিন্ন মডেল ব্যবহার করি। প্রথমটি, একটি মেশিন লার্নিং (ML)-ভিত্তিক মডেল, কনট্রাইল গঠনের সম্ভাবনার পূর্বাভাস দেয়। এমএল কন্ট্রেল সম্ভাব্য জোন (সিএলজেড) পূর্বাভাস মডেলটি একটি গভীর নিউরাল নেটওয়ার্ক যা আবহাওয়ার বৈশিষ্ট্যগুলিকে ইনপুট হিসাবে গ্রহণ করে এবং স্যাটেলাইট কনট্রাইল সনাক্তকরণের উপর ভিত্তি করে সিএলজেডের পূর্বাভাস দেয় (Geraedts et al. 2023)। এমএল মডেলের ইনপুটগুলি প্রাথমিকভাবে HRES আবহাওয়া বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ে গঠিত। বিশেষ করে, আমরা নির্দিষ্ট আর্দ্রতা, তাপমাত্রা, বাতাসের u উপাদান, বাতাসের v উপাদান, উল্লম্ব বেগ, আপেক্ষিক ঘূর্ণি, মেঘের আবরণের ভগ্নাংশ, নির্দিষ্ট মেঘের বরফের জলের পরিমাণ, নির্দিষ্ট তুষার জলের পরিমাণ এবং বিচ্যুতি ব্যবহার করি। আমরা নির্দিষ্ট আর্দ্রতা এবং তাপমাত্রা ব্যবহার করে গণনা করা আপেক্ষিক আর্দ্রতা ব্যবহার করি। আমরা ইনপুট বৈশিষ্ট্য হিসাবে স্থানীয় সৌর সময়, বছরের দিন, অক্ষাংশ, এবং ফ্লাইট ওয়েপয়েন্টের উচ্চতাও ব্যবহার করি। আমাদের মার্কিন পূর্বাভাসের জন্য, আমরা অতিরিক্তভাবে একটি বৈশিষ্ট্য হিসাবে দ্রাঘিমাংশ ব্যবহার করি। পর্যবেক্ষণমূলক কনট্রাইল ডেটার বিপরীতে মূল্যায়ন করা হলে মডেলটি অত্যাধুনিক কর্মক্ষমতা অর্জন করে।
দ্বিতীয় মডেল, কনট্রাইল সিরাস প্রেডিকশন (CoCiP) মডেল, কন্ট্রেলের শক্তি জোরপূর্বক ভবিষ্যদ্বাণী করে, যা কনট্রাইলের জলবায়ু প্রভাবের একটি পরিমাপ। শক্তি বাধ্যতা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়
এর অর্থ হল অবিলম্বে বিকিরণকারী ফোর্সিং এর জীবদ্দশায় একত্রিত হওয়া (Teoh et al. 2020)। এছাড়াও আমরা ফ্লাইট দূরত্ব দ্বারা শক্তি জোরপূর্বক স্বাভাবিক, এর একক নেতৃস্থানীয় \(J/m\).
CoCiP হল একটি পদার্থবিদ্যা-ভিত্তিক মডেল যা বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থা, বিমানের ধরন, ফ্লাইট পথ এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে কনট্রাইল গঠন, বিবর্তন এবং প্রভাব অনুকরণ করে (Schumann 2012; Schumann et al. 2012)। আমরা ECMWF-এর উচ্চ-রেজোলিউশন ফোরকাস্ট ensembles (HRES ENS) থেকে 10 জন এনসেম্বল সদস্যকে CoCiP-এ ইনপুট হিসাবে ব্যবহার করি যেখানে ফ্লাইট ওয়েপয়েন্টগুলি সময়মতো কনট্রেল তৈরি হয়েছে (Hersbach et al. 2020)। CoCiP মডেলটি প্রাথমিক ডাউনড্রাফ্ট, পতন এবং পরমানন্দের জন্য অ্যাকাউন্টিং, কোন কন্ট্রাইলস টিকে থাকে তা নির্ধারণ করতে ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স তত্ত্বও ব্যবহার করে। কন্ট্রেলের সিমুলেটেড বিবর্তনের প্রেক্ষিতে, CoCiP কন্ট্রাইলের বৈশিষ্ট্য এবং পার্শ্ববর্তী আবহাওয়ার অবস্থার উপর ভিত্তি করে শক্তি জোর করে গণনা করে।
CoCiP-এর এনার্জি ফোর্সিংয়ের অনুমান ছাড়াও, আমরা শক্তি জোরাজুরির একটি জলবায়ু সংক্রান্ত অনুমান ব্যবহার করি। দিনের সময়, ঋতু এবং অক্ষাংশ দ্বারা বাঁধা CoCiP আউটপুটগুলির এক বছরের গড় দ্বারা জলবায়ুবিদ্যা গণনা করা হয়।
চূড়ান্ত শক্তি ফোর্সিং পরিমাণ হল CoCiP এনসেম্বল সদস্যদের থেকে অশূন্য EF এবং জলবায়ুগত গড়, যা সর্বদা অশূন্য থাকে। গড়তে জলবায়ুবিদ্যা অন্তর্ভুক্ত করার মাধ্যমে, আমাদের সর্বদা কন্ট্রাইল প্রভাবের একটি অনুমান থাকে, এমনকি যখন CoCiP আবহাওয়ার কোনো সদস্যকে ব্যবহার করে একটি কনট্রাইল গঠনের ভবিষ্যদ্বাণী করে না।
আমরা একটি পণ্য ব্যবহার করে এই দুটি পূর্বাভাস একত্রিত করি:
প্রত্যাশিত কার্যকর শক্তি জোর করে \(=\) (একটি কনট্রাইল গঠনের সম্ভাবনা, এমএল মডেল) \(\times\) (কন্ট্রাইলের শক্তি জোর করে, CoCiP এবং জলবায়ুবিদ্যা) \(\times\) (RF -> ERF রূপান্তর ফ্যাক্টর, 0.42)
তথ্যসূত্র
Geraedts, Scott, Erica Brand, Thomas R. Dean, Sebastian Eastham, Carl Elkin, Zebediah Engberg, Ulrike Hager, et al. 2023. "প্রতি-ফ্লাইটের ভিত্তিতে কনট্রাইল গঠন পরিমাপ করার জন্য একটি মাপযোগ্য সিস্টেম।" arXiv [physics.ao-Ph]. arXiv http://arxiv.org/abs/2308.02707।
হারসবাচ, হ্যান্স, বিল বেল, পল বেরিসফোর্ড, শোজি হিরাহারা, আন্দ্রেস হোরানি, জোয়াকুইন মুনোজ-সাবাটার, জুলিয়েন নিকোলাস, এবং অন্যান্য। 2020। "ERA5 গ্লোবাল রিঅ্যানালাইসিস।" রয়্যাল মেটিওরোলজিক্যাল সোসাইটির ত্রৈমাসিক জার্নাল 146 (730): 1999-2049।
শুম্যান, ইউ. 2012। "একটি কনট্রাইল সিরাস ভবিষ্যদ্বাণী মডেল।" ভূ-বৈজ্ঞানিক মডেল উন্নয়ন 5 (3): 543-80।
শুম্যান, ইউ., বি. মায়ার, কে. গ্রাফ, এবং এইচ. মানস্টাইন। 2012. "কনট্রাইল সাইরাসের জন্য একটি প্যারামেট্রিক রেডিয়েটিভ ফোর্সিং মডেল।" জার্নাল অফ অ্যাপ্লাইড মেটিওরোলজি অ্যান্ড ক্লাইমাটোলজি 51 (7): 1391-1406।
শাপিরো, মার্ক, জেব এংবার্গ, রজার টিওহ, মার্ক স্টেটলার এবং টম ডিন। 2023. Pycontrails: মডেলিং এভিয়েশন ক্লাইমেট ইমপ্যাক্টের জন্য পাইথন লাইব্রেরি। https://doi.org/10.5281/zenodo.825291
টিওহ, রজার, উলরিচ শুম্যান, অর্ণব মজুমদার এবং মার্ক ইজে স্টেটলার। 2020. "ছোট-স্কেল ডাইভারশন এবং প্রযুক্তি গ্রহণের মাধ্যমে বিমানের সংকোচনের জলবায়ু বাধ্যতা প্রশমিত করা।" পরিবেশ বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি 54 (5): 2941-50।