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龙卷风科学家将无人机机群送入猛烈的雷暴

2020-02-15 10:06:11来源:

大气科学家们将很快对引发美国某些最具破坏性的龙卷风的条件有一个空前的了解。

从5月15日开始,由多达四架无人机组成的机队将帮助研究人员监视超级单体雷暴。每年春季和夏季,这些旋转的暴风雨都会在美国中部吹来闪电,网球般的冰雹和具破坏性的风,有些(但不是全部)会形成龙卷风。

先前的项目使用单无人机在300米左右的高度飞行,以从超级小区进行测量。但是,这项耗资240万美元的项目称为“雷达和Supercells的无人飞机系统的目标观测”(TORUS),将向这种风暴发送多达4架无人驾驶飞机,在空中飞行近800米,以同时收集数据。大气层。

内布拉斯加州林肯大学大气科学家TORUS首席研究员亚当·休斯顿(Adam Houston)说,这意味着研究人员将能够同时看到风暴的多个部分。

科罗拉多大学博尔德分校的航空工程师布莱恩·阿尔格罗(Brian Argrow)补充说:“我们正从各个角度对风暴进行攻击,以了解发生了什么。”

机器将飞入风暴区域,由于强风,该区域太危险而无法将人员送入。科学家希望所得的信息将有助于他们更准确地预测哪些超级细胞将产生龙卷风信息,从而挽救生命。领导TORUS移动雷达小组的得克萨斯理工大学的大气科学家Christopher Weiss说,当前的龙卷风预警系统具有很高的假阳性率。“如果您过度警惕,那自然是人类自然而然的反应,即日后不再注意这些警告。”?/ p>

跟踪超级细胞

TORUS将部署50名研究人员和学生,分为大约12个小组,他们将追逐在从北达科他州到德克萨斯州,从爱荷华州到怀俄明州和科罗拉多州的950,000平方公里的区域形成的超级电池雷暴。今年的野外季节将于6月16日结束,项目科学家将在2020年5月和2020年6月的第二个季节收集数据。国家科学基金会为该项目提供了大部分资金。

除无人机外,研究人员还将使用移动雷达系统,气象气球和配备了气象传感器的飞机来监视超级小区(请参阅“工具库”)。

大气科学家对卷起龙卷风的大规模条件有把握:它们包括大气层之间的温度差以及随高度增加而产生的旋转空气柱的风速的大变化。但是研究人员知道,这只是整体情况。

休斯顿及其同事将使用他们的一系列仪器来收集有关超级电池状况的信息,包括湿度,气压,温度以及风速和风向。这些测量将帮助他们在他们认为会引发龙卷风的雷暴中查明较小规模的结构。

休斯顿说:“风暴中有一些我们知道存在的结构,而我们只是没有足够的信息,或者我们根据初步证据认为存在。”

休斯顿希望发现的一种假想结构是位于地面附近的一股冷空气,计算机模拟表明这有助于推动龙卷风的形成。这种冷电流加快了将热空气吸入超级电池的速度,从而增加了龙卷风形成的可能性。冷空气最终流过龙卷风的外部。

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威斯康星州爱迪生大学的大气科学家Leigh Orf说,“我对此真的很生气”,他开发了预测这种冷空气流的模拟程序。TORUS是“在风暴的正确部分寻找正确道路的第一步”。他说,对于这些较小的结构。

科罗拉多州博尔德市恶劣天气研究中心的气象学家约书亚·伍尔曼(Joshua Wurman)说,该项目将在一年内彻底改变大气科学家的知识。他说,但是有了无人机,TORUS有可能获得比以前的研究更好的有关超级单体雷暴的信息,并改变研究人员对这些风暴的了解。

休斯顿说,如果这些无人机成功地帮助研究人员更好地监控超级电池,那么美国国家气象局可能有一天将飞机整合到其数据收集和龙卷风预报过程中。他说:“我们因该项目而发展的技术可以在新的监视网络中使用。”

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