Невероятна Технология: Как Да Проследим Ураганите

{h1}

Благодарение на невероятната технология за проследяване на урагани, милиони хора могат да се евакуират дни преди наводнението и да се ударят ветровете.

Бележка на редактора: В тази седмична поредица WordsSideKick.com изследва как технологията стимулира научните изследвания и открития.

Проследяването и прогнозирането на ураганите спасяват човешки животи. В слабо населената Флорида през 1920-те и 30-те години на миналия век ураганите убиват хиляди хора. Бурите пристигнаха без малко, без никакво предупреждение. Сега, благодарение на синоптиците, които наблюдават настъпващите бури, милиони флоридианци могат да се евакуират дни преди наводнението на бурята и навяхването на ветровете.

Технологията за наблюдение на ураганите може да звучи старомодно - метеорологични спътници и специално оборудвани самолети. Но НАСА добави безпилотен самолет или дронове към арсенала на страната за лов на урагани в страната, а планираният метеорологичен спътник скоро ще надникне през облаци, за да сканира валежите в ураган, предоставяйки 3D изгледи. Данните се захранват с метеорологични модели, които работят на суперкомпютри и учените винаги търсят нови ощипвания, които ще подобрят прогнозите за буря.

Ловци на урагани: проследяване по въздух

Първият път, когато самолет умишлено на ураган беше през 1943 г., близо до Галвестън, Тексас. Сега група пилоти и учени, наречени ловци на урагани, редовно се носят през бури, които заплашват САЩ. Самолети от ВВС на САЩ и Националната администрация за океански и атмосферни влияния (NOAA) калибрират скоростта на вятъра, барометричното налягане, валежите и снега. Те също така пускат сензори, наречени dropsondes, които попадат през бурята и изпращат данни в реално време, за да подобрят моделите за прогнозиране. Drosondes се спускат с парашут, извършвайки две до четири измервания в секунда с радио към самолети наблизо. [Видео: Возете се с ловци на урагани в очите на Ирен]

Дронът Global Hawk е снабден с микровълнови и радарни инструменти вътре в кръглия нос и по долната част на самолета.

Дронът Global Hawk е снабден с микровълнови и радарни инструменти вътре в кръглия нос и по долната част на самолета.

Кредит: Дениз Чоу / WordsSideKick.com

НАСА изпраща и два дрона Global Hawk, които се издигат над урагани като част от петгодишна научна мисия за изследване на влиянието на метеорологичните модели в Атлантическия океан върху тропическите бури и как ураганите растат и угасват.

Между ловците на урагани и НАСА шест самолета от три правителствени агенции са прелетели едновременно с един ураган (ураганът Карл от 2010 г.), всеки в различни части на бурята.

Въпреки че данните от дистанционно пилотираните Global Hawks не се използват за прогнозиране на времето, науката може да помогне за подобряване на моделите за прогнозиране на урагани, заяви Скот Браун, главен учен в мисията на НАСА.

„Интересуваме се от процесите, които контролират образуването и усилването на бурите“, каза Браун. Когато дроновете наблюдаваха урагана Надин през 2012 г., те видяха, че бурята губи сила, след което отново се засилва в ураган, след като броди около островите на Азорските острови в продължение на няколко седмици. "Надяваме се да научим нещо за това как бурята успя да се преустрои, когато условията на околната среда бяха доста неблагоприятни", каза Браун. "Човек би предположил, че бурята бързо ще се разсее."

Сателити: наблюдатели на времето в космоса

Метеорологичните спътници наблюдават урагани от орбита, щракащи видими изображения на завихрени облаци и измервайки метеорологичните модели с радари и инфрачервени сензори. Днешните спътници могат да проследяват температурите в бурята, облачните височини, дъжда, снега и скоростта на вятъра.

NOAA проследява развиващите се бури и прави дългосрочни прогнози с два набора спътници: геостационарни оперативни спътници в околната среда (GOES) и полярни орбитни оперативни спътници в околната среда (POES). Спътниците GOES се движат над едно и също място за продължителността на живота си, а сателитите POES обикалят планетата над полюсите 14 пъти на ден. [Видео с изтичане на времето: 10 години от GOES мониторинг на времето]

Но един от най-полезните спътници за наблюдение на ураганите изобщо не е предназначен за наблюдение на бурята.

Сателитът TRMM, или мисията за измерване на тропически валежи, пуснат през 1997 г. Замислен за измерване на валежите в тропиците, сателитът бързо се оказа безценен за предоставянето на "CT сканиране" вътре в ураганите. Радарът на сателита TRMM вижда вътре в бури, включително новопризнато явление, наречено горещи кули. Благодарение на TRMM, прогнозите сега знаят, че бурите с горещи кули - дъждовни облаци, които достигат до върха на тропосферата, е по-вероятно да се засилят в следващите 24 часа. Тропосферата е най-ниският слой на атмосферата, а горещите кули довеждат топлина до тези големи височини.

"TRMM беше първият и единствен радар за валежи в космоса", каза Браун, който е изследователски метеоролог. "В крайна сметка това, което предоставя, е компютърна томография под облаците. Това е като триизмерен изглед."

Сателитна радарна гледка към горещите кули на ураган Исаак, придобити от TRMM на 28 август 2012 г.

Сателитна радарна гледка към горещите кули на ураган Исаак, придобити от TRMM на 28 август 2012 г.

Кредит: Земна обсерватория на НАСА

Нов спътник, който се подобрява в TRMM, се планира да бъде пуснат през февруари 2014 г. от НАСА и Японската агенция за космически изследвания JapanAeros. Наричан със спътника за глобално измерване на валежите (GPM), той ще прави моментна снимка на дъжд и сняг между 65 градуса ширина на север и юг на всеки три часа.

Суперкомпютри: където всичко се събира

Предупрежденията за урагани в Тихия океан са издадени още в края на 1800 г., но прогнозите за урагани се появяват чак през 1954 г. с предварително предупреждение за бурен път. До 1964 г. метеоролозите могат да изведат трасето на ураган до три дни. Това остана стандарт почти четири десетилетия. През 2002 г., благодарение на по-добрите модели бури и по-мощните компютри, NOAA започна да пуска петдневни прогнози за тропически бури и урагани. [Инфографика: Сезон на бурята! Как, кога и къде се образуват урагани]

Метеорологичните модели се подобриха с новото разбиране на глобалните океански и атмосферни модели, които влияят на настъпващи бури. Но когато изследователите предлагат ощипване, като компютърни алгоритми, които анализират сателитни изображения за горещи кули при урагани, NOAA иска надеждност. Така новите алгоритми се тестват в реално време в компютърен комплекс в Боулдър, Колорада. Тестовете се провеждат рамо до рамо с текущите прогнозни модели, като взимат входящи емисии от метеорологични спътници, океански сензори и ловци на урагани, каза Франк Маркс, директор на Отдела за изследване на ураганите на NOAA. Новаците на компютърния модел също трябва да докажат своите умения срещу 1000 минали бури.

„Изследователите винаги търсят следващата иновация, но в операциите сте само толкова добри, колкото това, което направихте вчера“, каза Маркс.

Еррол Корн, седнал вляво, разгръща експеримент с капки над Мексиканския залив по време на изследователски полет на самолета на НАСА DC-8.

Еррол Корн, седнал вляво, разгръща експеримент с капки над Мексиканския залив по време на изследователски полет на самолета на НАСА DC-8.

Кредит: НАСА / Пол Е. Алерс

Друг напредък: NOAA наскоро представи два нови суперкомпютри през 2013 г., един в Рестън, Вашингтон, и резервно копие в Орландо, Флорида. И двете работят с максимална скорост от 213 терафлопа (213 трилиона операции в секунда), повече от два пъти по-голяма от процесорната мощност от последния набор от метеорологични суперкомпютри.

„На всеки пет години получаваме по-добри компютри и това е един от начините, по които прогнозирането на ураганите се подобрява постоянно през последните 20 години“, казва Дейвид Нолан, професор по метеорология в Университета за морско и атмосферно развитие на Маями Science. "Друго е просто да подобрим нашето разбиране за физиката на ураганите."

Дори с тласък в изчислителната мощност, учените все още са изправени пред ограничение. За да подобрят прогнозите за интензивност - скалата от категория 1 до 5, метеоролозите се нуждаят от по-точни измервания на скоростта на вятъра. Но ураганите са толкова огромни в сравнение с самолети и дросели, че подобряването на точността е пречка за почти две десетилетия.

„Прогнозата за интензивност за 24 часа имаше грешка от 10 до 12 възела [18 км / ч до 22 км / ч] през последните 20 години“, заяви Нолан. „Можем да измерваме само урагани с точност плюс или минус 10 възела и не можете да предвидите нещо по-добро, отколкото можете да го измерите.“

Изпратете имейл до Беки Оскин или я последвайте @beckyoskin. Следвайте ни @wordssidekick, Facebook и Google+. Оригинална статия на WordsSideKick.com.


Видео Добавка: Измамата с глобалното затопляне (2007).




Изследване


Как Работят Личните Въздушни Превозни Средства
Как Работят Личните Въздушни Превозни Средства

Как Работи Алкохолът
Как Работи Алкохолът

Наука Новини


Кои Американски Политически Фигури Са Били Убити?
Кои Американски Политически Фигури Са Били Убити?

Защо Можем Да Пропуснем Извънземен Живот, Дори И Да Ни Гледа В Лицето
Защо Можем Да Пропуснем Извънземен Живот, Дори И Да Ни Гледа В Лицето

4 Нови Вида
4 Нови Вида "Плоска Червей": Без Мозък, Без Очи, Няма Проблем

Doh! Американците Знаят „The Simpsons“ По-Добре От Първо Изменение
Doh! Американците Знаят „The Simpsons“ По-Добре От Първо Изменение

Медицински Ексфолианти Могат Да Пристават Опасни Бъгове, Проучвания
Медицински Ексфолианти Могат Да Пристават Опасни Бъгове, Проучвания


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com