«В течение многих десятилетий геостационарные спутники, такие как ряд ДВИЖЕНИЙ были основным инструментом, чтобы контролировать суровую погоду как штормы и ураганы в режиме реального времени», сказал Фуцин Чжан, преподаватель метеорологии и директор Центра Государственного университета Пенсильвании Продвинутых Методов Ассимиляции и Предсказуемости Данных. «Они помогли людям видеть то, что продолжается в подарке, но до сих пор мы как сообщество не были в состоянии насладиться этими ресурсами, чтобы вести нас, чтобы предсказать будущую суровую погоду».Геостационарные спутники как ряд ДВИЖЕНИЙ вращаются вокруг Земли в фиксированном местоположении, беря снимки формирований облака и другой метеорологической информации.
Национальное управление океанических и атмосферных исследований работает, ИДЕТ с вкладами из НАСА.Исторически, две главных проблемы существуют, используя спутниковые данные для ураганных предсказаний – тип и собранный объем данных. Спутники непосредственно не измеряют много количеств, связанных с интенсивностью урагана, таких как поверхностное давление, скорости ветра, температурный и водяной пар ниже облачных областей урагана eyewall.
Они действительно, однако, собирают данные, известные как яркостная температура, которые показывают, сколько радиации испускается объектами на Земле и в атмосфере на различных инфракрасных частотах. Поскольку все объекты естественно испускают и поглощают различные суммы радиации на различных частотах, сложность данных ставит проблемы исследователям, надеющимся использовать эти данные для ураганных моделей предсказания.«На некоторых частотах водяной пар поглощает умеренные суммы радиации, проходящей через него на других частотах, это поглощает большую часть той радиации, и на других частотах это поглощает едва любого вообще.
В отличие от водяного пара, облака сильно поглощают радиацию на всех этих частотах», сказал Юджин Клозио, преподаватель метеорологии. «Сравнение измерений на различных частотах приводит к информации о водяном паре и облаках на различных высотах выше Земли. Это начинает говорить нам о физической структуре областей водяного пара и облаков, включая тех в области вокруг урагана».Используя данные о спутнике яркостной температуры, чтобы улучшить образцовые прогнозы ураганов не прямое.
Информация о яркостной температуре – сложная смесь, связанная с землей, атмосферным водяным паром и облаками. Команда должна была развивать сложный анализ и моделирование схемы извлечь информацию полезными способами к образцовым прогнозам.
Чжан, Масаши Минэмайд, аспирант в метеорологии, и Клотяю продемонстрировали в предварительном исследовании, что становится выполнимо использовать данные о яркости. Они нашли категорические корреляции между измерениями яркостной температуры и информации о шторме – скорость ветра и давление уровня моря под ураганом. Они сообщают о своих результатах в текущей проблеме Геофизических Писем об Исследовании.Используя данные из ДВИЖЕНИЙ 13, команда закончила эксперимент доказательства понятия, анализируя данные из Урагана Карл в 2010.
Они использовали Государственный университет Пенсильвании ураганный анализ в реальном времени и система предсказания, которую Чжан и его команда разрабатывали и совершенствовали в течение почти десятилетия.«Ураганная работа моделей предсказания большими отдельными блоками урагана и это начинается с начальной информации, которая подана в модель», сказал Чжан. «Мы тогда управляем ансамблем возможных исходов для урагана, используя различные переменные, чтобы оценить неуверенность, и это говорит нам, как ураган мог бы вести себя.
Если мы в состоянии использовать более высокую резолюцию для начального состояния, это могло бы позволить нам значительно улучшать ураганные предсказания в будущем».ИДЕТ 13, обеспечивает данные в резолюции 2,5 миль, и ДВИЖЕНИЯ-R увеличат это до менее чем 0,6 миль для некоторых частот яркостной температуры.
Увеличение резолюции особенно важно из-за размера ураганов. eyewall, слой облаков, окружающих глаз, варьируется по размеру, но примерно 6 миль толщиной. Используя ДВИЖЕНИЯ 13 яркостных температур с 2,5-мильной резолюцией, eyewall часто группируется с другими частями шторма только с одним или двумя измерениями яркостной температуры от только eyewall самого. 0,6-мильное измерение яркостной температуры резолюции позволило бы, чтобы до 10 eyewall измерений были поданы в модели предсказания как отдельные куски информации вместо группировавшегося с другими частями шторма.
Этот новый источник данных мог иметь последствия на давней проблеме предсказания ураганной интенсивности, сказал Чжан. Исследователи знают, что скорость ветра и другие уровни активности около глаза бури связаны с будущей интенсивностью, но на самом деле собирающий эти данные трудное. Сегодня, NOAA использует бортовую разведку, чтобы собрать данные, но это только возможно, когда шторм на летающем расстоянии. Спутники, которые постоянно контролируют океаны в высокой пространственной и временной резолюции и со многими частотами яркостной температуры, как ДВИЖЕНИЯ-R, могли удалить то ограничение.
«Геостационарные спутники там все время, который делает их идеальными для завоевания начальной буквы и развития государств ураганов, включая важную информацию в облачной области шторма», сказал Чжан. «Используя спутниковые данные эффективнее мог потенциально много лет коренным образом изменять ураганный контроль и предсказание».