In una fattoria di ortaggi nell'Africa occidentale, dove la semina è fatta a mano, le domande sul tempo si riducono alla domanda più urgente di tutte:le piogge saranno buone o cattive?

Professore di Princeton Eric Wood, un idrologo che di solito lavora con dati globali e modelli informatici, visitato la piccola fattoria a un'ora da Niamey, Niger, nel 2013. Lì, ha parlato con le stesse persone che avrebbero beneficiato di un nuovo sistema di monitoraggio del rischio di siccità e alluvioni che aveva creato. Gli agricoltori di Niamey si affidano ai loro agenti agricoli, e per estensione il programma di Wood, per dire loro quando verranno le piogge e quanto saranno abbondanti.

"C'è un forte ciclo stagionale delle piogge, proveniente da sud, "disse Legno, la Susan Dod Brown Professor di Ingegneria Civile e Ambientale. "Vogliono sapere, avranno piogge buone o piogge cattive, quando inizierà la stagione delle piogge? Vogliono assicurarsi che ci siano le piogge prima di piantare. Se piantano troppo presto, i semi moriranno prima che si stabilizzino. Queste sono persone che vivono con un paio di dollari al giorno, forse meno. È molto difficile per loro ottenere nuovi semi da piantare.

"Viaggi in questi luoghi e ti rendi conto di quanto sia grande il loro bisogno di informazioni per aiutarli a far fronte ai problemi di gestione dell'acqua. E te ne vai pensando che forse, beh... stai facendo del bene. Dà grandi soddisfazioni".

Wood e il suo team di ingegneri di Princeton hanno implementato il loro programma avanzato di monitoraggio del rischio di siccità e inondazioni per regioni vulnerabili dal punto di vista ambientale come il Niger e altre aree dell'Africa e dell'America Latina. Il programma assimila i dati meteorologici che sono abbondanti ma difficili da analizzare per quelli a terra.

Sviluppato su richiesta dell'UNESCO, il programma consente agli utenti di rilevare una grande quantità di dati meteorologici e idrologici, compresa la velocità del vento, temperatura, precipitazione, deflusso del flusso e altre metriche. L'avvento della tecnologia conferisce una notevole profondità a tali dati. Ma sintetizzarlo in un formato facile da usare è stata una sfida sia per gli scienziati che per le parti interessate.

Entra Legno, che serve anche come direttore degli studi universitari per il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale di Princeton, e un gruppo di studenti laureati. Il loro African Flood and Drought Monitor (AFDM) e Latin American Flood and Drought Monitor (LAFDM) forniscono modelli climatici in tempo reale per più livelli di utenti, dai politici agli agricoltori comunitari. Il team di Princeton conduce workshop didattici nei vari paesi, il più recente in Brasile lo scorso luglio. Uno dei primi di questi workshop si è tenuto nel 2013 durante la visita in Niger.

Forse più sorprendente, il team ha creato i programmi con pochi finanziamenti diretti. Hanno sfruttato ricerche precedenti supportate dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) per creare AFDM e LAFDM. Wood considera i contributi economici del suo team un riflesso del tipo di lavoro che gli ingegneri dovrebbero svolgere in tutto il mondo.

"Aspetto, c'è bisogno, " ha detto Wood. "Penso che sia importante per le persone come me, che sono stati finanziati nel corso delle nostre carriere da agenzie come NASA e NOAA, pensare a come possiamo servire le comunità che non hanno accesso a ciò che abbiamo avuto.

"Questo è un modo per il supporto che abbiamo ricevuto per fare del bene alle società svantaggiate, " ha aggiunto. "Si tratta di gruppi e società con capacità limitate e grandi, bisogno urgente. Perché non dovremmo dire, va bene, Ho intenzione di restituire qualcosa?" Ha fatto riferimento all'efficacia del programma nel nord del Cile, ad esempio, dove ha rilevato la probabilità delle devastanti inondazioni del marzo 2015 in una regione che non vedeva pioggia da anni.

Collaboratore di lunga data di Wood a Princeton, Justin Sheffield, ora professore all'Università di Southampton, Inghilterra, ha aggiunto:"Gli scienziati hanno la responsabilità di garantire che la loro ricerca non solo abbia un impatto, ma può tradursi in benefici per le popolazioni bisognose. Queste previsioni sulla siccità hanno il potenziale per aiutare i decisori a ridurre gli impatti".

Sebbene i dati alla base dei programmi siano disponibili da tempo, diversi fattori hanno reso difficile l'accesso. Reti di computer inaffidabili, una mancanza di sofisticatezza tecnica, una bassa priorità istituzionale e la capacità di decodificare e tradurre tutto il materiale in uno strumento di previsione significativo erano tra questi, hanno detto i membri del team di Princeton.

AFDM e LAFDM ridimensionano e uniscono i dati meteorologici e idrologici per essere coerenti nel tempo, ha spiegato il legno. I dati vengono poi applicati a modelli di impatto terra-superficie che valutano il rischio di alluvioni, siccità, deflusso del flusso e impatto sulle colture, oltre a mettere in luce le tendenze storiche e stagionali. I dati non esistono in un formato così intuitivo da nessun'altra parte. In effetti, Il sistema di Wood comprende un'interfaccia web completa per coloro che desiderano informazioni meteorologiche complete in tempo reale o quasi.

"Questi programmi sono nati da noi riconoscendo che tutti i dati là fuori erano davvero difficili da mettere insieme, anche per professionisti, "C'è sempre stato un divario tra la ricerca e ciò che viene effettivamente fatto sul campo", ha affermato lo studente laureato di Princeton, Colby Fisher.

I dati provengono da tre fonti, disse Fisher. Il Princeton Global Forcing Data Set include statistiche meteorologiche storiche dal 1948 al 2010; questi sono usati per confrontare i modelli a lungo termine con le condizioni attuali. I dati scaricati dai satelliti della NASA forniscono la maggior parte delle offerte del sistema. Questi dati vengono quindi rafforzati con le previsioni del modello di previsione meteorologica globale di sette giorni della NOAA e del modello di previsione del clima stagionale. Ci sono tre centri di distribuzione dati in Africa:Niger, Kenia e Zimbabwe. Ci sono programmi di accoglienza a Santiago, Chile, e Foz do Iguaçu, Brasile. Il sito web di Princeton, stream.princeton.edu, fornisce anche l'accesso.

"Questo [sistema] ha confermato l'enorme interesse della regione per uno strumento di monitoraggio e allerta precoce per inondazioni e siccità, " disse Koen Verbist, specialista del programma in sistemi idrologici e acqua con l'operazione dell'UNESCO a Santiago. "Dato che questi casi sono in costante aumento negli ultimi decenni, il LAFDM sta colmando una lacuna per fornire aggiornamenti continui su questi rischi legati all'acqua."

Il primo sistema è stato implementato nel 2012 con l'assistenza di Nate Chaney, associato di ricerca post-dottorato di Sheffield e Princeton. Da allora i monitor sono stati completamente aggiornati con un nuovo software sviluppato principalmente da Chaney, insieme a Fisher e Jonathan Herman, che ha lavorato con il team di Princeton mentre era uno studente laureato alla Cornell University. I monitor sono offerti in sei lingue, e includi script per scaricare materiale su base giornaliera, il tutto con un sovraccarico minimo.

Mentre AFDM e LAFDM forniscono dati che delineano l'impatto combinato dei fenomeni meteorologici e idrologici, i modelli sono stati realizzati per evitare interpretazioni. Wood ha insistito sul fatto che i consigli non rientrano nell'ambito di competenza del sistema. Forniscono dati e contesto. Non dicono alla gente cosa farne.

La più grande preoccupazione di Wood in questo momento è sostenere i suoi sforzi. Finanziamenti adeguati, magari da fondazioni private, è necessario per mantenere i centri di distribuzione dei dati, ed eventualmente generare ulteriori siti o ampliare le dimensioni delle aree monitorate.

"Mentre il mondo diventa più popolato e abbiamo il cambiamento climatico, "Legno ha detto, "ci sarà più stress sull'intersezione dell'acqua, cibo ed energia. Le persone hanno bisogno di questi strumenti".