IMPACTS-campagne van NASA wil de winterstormen aan de oostkust decoderen

[univers]

Wanneer gigantische witte wolkenwolken de weerkaart bedekken met een waarschuwing voor een winterstorm, doemt een vraag op in de hoofden van mensen op zijn pad: hoeveel sneeuw zal het brengen? Met sneeuwbedreigende toegang tot wegen, werk en school, is sneeuwval een van de meest consequente winterweerfenomenen aan de oostkust van de VS. Het is ook een van de moeilijkste om te voorspellen.


Deze winter stuurt NASA een team van wetenschappers, een groot aantal grondinstrumenten en twee onderzoeksvliegtuigen om de innerlijke werking van sneeuwstormen te bestuderen.
Credits: NASA / Katie Jepson

Deze maand stuurt NASA een team van wetenschappers, een groot aantal grondinstrumenten en twee onderzoeksvliegtuigen om de innerlijke werking van sneeuwstormen te bestuderen. Het onderzoek naar de neerslag van microfoons voor neerslag van sneeuwstormen langs de Atlantische kust, of IMPACTS, vindt voor het eerst plaats in een meerjarige veldcampagne van 17 januari tot 1 maart. Het zal de eerste uitgebreide studie zijn van sneeuwstormen aan de oostkust in 30 jaar.

“Sommige plaatsen met twee voet sneeuw, en andere nabijgelegen plaatsen met een centimeter - dat is een groot voorspellingsprobleem. We proberen erachter te komen wat er gebeurt en hoe we dat beter kunnen weergeven in onze weermodellen, 'zei atmosferische wetenschapper en IMPACTS hoofdonderzoeker Lynn McMurdie van de Universiteit van Washington in Seattle.

Gebieden met veel sneeuw liggen meestal onder smalle gebieden binnen de wolken, sneeuwbanden genaamd, die intense sneeuwval veroorzaken. Andere wolkengebieden sneeuwen niet zo hard. Hoewel onderzoekers weten dat deze sneeuwbanden voorkomen, weten ze niet waarom ze ontstaan ​​of de processen die bepalen hoe ze zich ontwikkelen tijdens de levensduur van de storm, zei McMurdie.

Om de sneeuwbands te begrijpen, vliegt het IMPACTS-wetenschapsteam erdoorheen in NASA's P-3 Orion-onderzoeksvliegtuigen, gebaseerd op de Wallops Flight Facility van NASA in Virginia. De P-3 is uitgerust met wolkensondes onder de vleugels die de maten en vormen van sneeuwvlokken meten, evenals de temperatuur, waterdamp en andere maatregelen van de omgeving waarin ze worden gevormd. Deze eigenschappen, die collectief microfysica worden genoemd, zijn wat de kleine interacties van waterdruppeltjes en ijskristallen bepalen wanneer ze botsen, smelten of bevriezen en uiteindelijk vallen als regen of sneeuw.

Bovendien laat de P-3 sensoren vallen die dropsondes worden genoemd tijdens vluchten over de oceaan, die de temperatuur, vochtigheid en windsnelheid meten in de atmosfeer tussen de sneeuwwolk en het water als ze vallen. Ondertussen sturen mobiele bemanningen op het land weerballonnen op om dezelfde dingen vanaf de grond door de wolken te meten.

Grondinstrumenten en radars gebaseerd op Stony Brook University in New York en op mobiele eenheden op Long Island meten sneeuwval en de kenmerken ervan als het uit de wolken valt, en meten hoeveel zich ophoopt.

Een tweede vliegtuig, NASA's ER-2, gebaseerd op Hunter Army Airfield in Savannah, Georgia, vliegt op 65.000 voet om de sneeuwwolken van bovenaf te meten.

"IMPACTS vliegt met zes remote-sensing-instrumenten op de ER-2, waardoor het vliegtuig feitelijk een minisatelliet wordt," zei IMPACTS 'plaatsvervangend hoofdonderzoeker Scott Braun in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland.

Radars aan boord van het hoogvliegende vliegtuig meten de verdeling van regendruppels, sneeuwvlokken en ijsdeeltjes verticaal in de wolk, evenals hoe ze bewegen. Een instrument dat de natuurlijke microgolven detecteert die worden afgegeven door vloeistof en ijsdeeltjes, zal over de breedte van de wolk scannen en een breder zicht op de sneeuwstorm bieden. Voor dunne wolken maakt een lidar-instrument, dat laserlicht gebruikt om neerslagdeeltjes te detecteren, metingen van een breed scala aan wolkentypes mogelijk.


NASA's P-3 en ER-2 onderzoeksvliegtuigen bestuderen sneeuwstormen aan de oostkust 17 januari-1 maart 2020. Credit: NASA
Credits: NASA

"Al deze informatie is belangrijk en complementair," zei IMPACTS 'plaatsvervangend hoofdonderzoeker John Yorks van NASA Goddard. "De gegevens die door de P-3 rechtstreeks in de cloud worden verzameld, geven informatie over hoe we de teledetectiegegevens van de ER-2 interpreteren en helpen ons de structuur en evolutie van de sneeuwbanden te begrijpen."

"Ik hoop veel stormen te kunnen proeven," zei McMurdie, eraan toevoegend dat ze ook verschillende sneeuwstormen willen vastleggen. “Soms vormen deze stormen zich, maar ze kunnen enigszins warm zijn en misschien zelfs aan de oppervlakte regenen, maar de sneeuwprocessen gebeuren boven de grond. We zullen die ook proberen. '

De variëteit zou het onderzoeksteam verschillende voorbeelden moeten geven om samen te puzzelen hoe sneeuw wordt verdeeld binnen stormen en die nieuwe kennis uiteindelijk te vertalen naar computermodellen die simuleren hoe ze zich gedragen, met als doel in de toekomst sneeuwvoorspellingen te verbeteren.

Het wetenschapsteam van IMPACTS omvat onderzoekers van NASA, universiteiten, het National Center for Atmospheric Research en de National Oceanic Atmospheric Administration, inclusief partners bij de National Weather Service. De implementatie in 2020 is de eerste van drie, met daaropvolgende studieperioden in de winters van 2021 en 2022. De ER-2 wordt beheerd door NASA's Armstrong Flight Research Center in Palmdale, Californië, en de P-3 wordt beheerd door NASA Wallops.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... ter-storms